4. DENEYSEL İ ŞLEMLER VE SONUÇLAR
4.3. Diferansiyel Tarama Kalorimetresi (DSC) Ölçümleri ve Sonuçları
Numunelerden küçük parçacıklar kırılarak bu parçacıklardan DSC ölçümleri alındı. Ancak 6 numuneden parçacık kırılamadığından sadece 10 numune için ölçüm yapılabildi. İncelenilen numunelerin DSC ölçümleri Fırat Üniversitesi Termal Analiz Laboratuarı’nda SHIMADZU DSC-50 cihazında yapıldı. DSC ölçümleri 0-500oC sıcaklık aralığında 10, 15, 20, 25 oC/dk. ısıtma hızlarında yapılmıştır. Elde edilen ısıtma eğrilerinden Tp pik sıcaklıkları belirlenerek Kissinger Metodu yardımıyla aktivasyon enerjileri hesaplandı. 10 numune için hesaplanan aktivasyon enerjileri karşılaştırıldı. Ayrıca numuneler için entalpi değişimleri(ΔH) belirlendi.
Silindir numunelerden kırılarak elde edilen parçacıklara 10,15,20,25 oC/dk. ısıtma programlarıuygulanarak DSC ölçümleri alındı. Elde edilen ısıtma eğrilerinden Tp pik sıcaklıklarıbelirlenerek Aktivasyon Enerjisini(Ea) hesaplamak için Kissinger Metodundan ℓn(β/Tp
2
) – 1000/Tp grafiği çizildi[39]. Bu grafiklerin eğiminden faydalanarak Aktivasyon Enerjileri (Ea) hesaplandı. Ayrıca her numune için her ısıtma hızında elde edilen pikler tek grafik ile gösterildi.
Şekil 4.18 TA numunesinin 10o
Şekil 4.19 TA numunesi için ℓn(β/Tp2) – 1000/Tpgrafiği
Tablo 4.19 TA numunesi için ölçülen ve hesaplanan parametreler
β(o C/dk.) Tp(oC) ΔH(J/g) Ea(kJ/mol) 10 473,40 0,05 15 473,70 0,02 20 474,60 0,01 25 475,20 0,03 182,146
TA numunesi için 10oC/dk., 15oC/dk., 20oC/dk., 25oC/dk. ısıtma hızlarına ait DSC eğrileri şekil 4.18’de gösterilmiştir. Bu numune için endotermik reaksiyona ait ℓn(β/Tp
2 ) – 1000/Tpgrafiği şekil 4.19’ de gösterilmiştir. TA numunesinin hesaplanan aktivasyon enerjisi, 4 farklıısıtma hızıiçin ölçülen pik sıcaklıklarıve entalpi değişimleri Tablo 4.19’de verilmiştir.
Şekil 4.20 TB numunesinin 10oC/dk., 15oC/dk., 20oC/dk., 25oC/dk. ısıtma hızlarıiçin DSC eğrileri
Tablo 4.20 TB numunesi için ölçülen ve hesaplanan parametreler β(o C/dk.) Tp(oC) ΔH(J/g) Ea(kJ/mol) 10 473,50 0,02 15 474,30 0,02 20 475,00 0,02 25 475,80 0,02 159,321
TB numunesi için 10oC/dk., 15oC/dk., 20oC/dk., 25oC/dk. ısıtma hızlarına ait DSC eğrileri şekil 4.20’da gösterilmiştir. Bu numune için endotermik reaksiyona ait ℓn(β/Tp2) – 1000/Tpgrafiği şekil 4.21’ de gösterilmiştir. TB numunesinin hesaplanan aktivasyon enerjisi, 4 farklıısıtma hızıiçin ölçülen pik sıcaklıklarıve entalpi değişimleri Tablo 4.20’de verilmiştir.
Şekil 4.23 TC numunesi için ℓn(β/Tp2) – 1000/Tpgrafiği
Tablo 4.21 TC numunesi için ölçülen ve hesaplanan parametreler
β(o C/dk.) Tp(oC) ΔH(J/g) Ea(kJ/mol) 10 472,80 0,01 15 473,10 0,02 20 473,60 0,03 25 474,50 0,01 200,968
TC numunesi için 10oC/dk., 15oC/dk., 20oC/dk., 25oC/dk. ısıtma hızlarına ait DSC eğrileri şekil 4.22’da gösterilmiştir. Bu numune için endotermik reaksiyona ait ℓn(β/Tp
2 ) – 1000/Tpgrafiği şekil 4.23’ de gösterilmiştir. TC numunesinin hesaplanan aktivasyon enerjisi, 4 farklıısıtma hızıiçin ölçülen pik sıcaklıklarıve entalpi değişimleri Tablo 4.21’de verilmiştir.
Şekil 4.24 TD numunesinin 10o
C/dk., 15oC/dk., 20oC/dk., 25oC/dk. ısıtma hızlarıiçin DSC eğrileri
Tablo 4.22 TD numunesi için ölçülen ve hesaplanan parametreler β(o C/dk.) Tp(oC) ΔH(J/g) E a(kJ/mol) 10 472,60 0,03 15 473,10 0,03 20 474,00 0,04 25 476,30 0,02 85,419
TD numunesi için 10oC/dk., 15oC/dk., 20oC/dk., 25oC/dk. ısıtma hızlarına ait DSC eğrileri şekil 4.24’de gösterilmiştir. Bu numune için endotermik reaksiyona ait ℓn(β/Tp
2 ) – 1000/Tpgrafiği Şekil 4.25’ de gösterilmiştir. TD numunesinin hesaplanan aktivasyon enerjisi, 4 farklıısıtma hızıiçin ölçülen pik sıcaklıklarıve entalpi değişimleri Tablo 4.22’de verilmiştir.
Şekil 4.27 TE numunesi için ℓn(β/Tp2) – 1000/Tpgrafiği
Tablo 4.23 TE numunesi için ölçülen ve hesaplanan parametreler
β(o C/dk.) Tp(oC) ΔH(J/g) Ea(kJ/mol) 10 475,10 0,02 15 475,50 0,03 20 476,70 0,02 25 478,10 0,02 109,598
TE numunesi için 10oC/dk., 15oC/dk., 20oC/dk., 25oC/dk. ısıtma hızlarına ait DSC eğrileri şekil 4.26’de gösterilmiştir. Bu numune için endotermik reaksiyona ait ℓn(β/Tp2) – 1000/Tpgrafiği şekil 4.27’ de gösterilmiştir. TE numunesinin hesaplanan aktivasyon enerjisi, 4 farklıısıtma hızıiçin ölçülen pik sıcaklıklarıve entalpi değişimleri Tablo 4.23’de verilmiştir.
Şekil 4.28 TF numunesinin 10o
C/dk., 15oC/dk., 20oC/dk. ısıtma hızlarıiçin DSC eğrileri
Tablo 4.24 TF numunesi için ölçülen ve hesaplanan parametreler β(o C/dk.) Tp(oC) ΔH(J/g) Ea(kJ/mol) 15 474,20 0,04 20 474,70 0,03 25 475,90 0,04 112,599
TF numunesi için 10oC/dk., 15oC/dk., 20oC/dk., 25oC/dk. ısıtma hızlarına ait DSC eğrileri şekil 4.28’de gösterilmiştir. Bu numune için endotermik reaksiyona ait ℓn(β/Tp
2 ) – 1000/Tpgrafiği şekil 4.29’ de gösterilmiştir. TF numunesinin hesaplanan aktivasyon enerjisi, 3 farklıısıtma hızıiçin ölçülen pik sıcaklıklarıve entalpi değişimleri Tablo 4.24’de verilmiştir.
Şekil 4.31 TG numunesi için ℓn(β/Tp 2
) – 1000/Tpgrafiği
Tablo 4.25 TG numunesi için ölçülen ve hesaplanan parametreler
β(o C/dk.) Tp(oC) ΔH(J/g) Ea(kJ/mol) 10 474,50 0,02 15 475,50 0,03 20 476,20 0,03 25 477,50 0,02 120,683
TG numunesi için 10oC/dk., 15oC/dk., 20oC/dk., 25oC/dk. ısıtma hızlarına ait DSC eğrileri şekil 4.30’de gösterilmiştir. Bu numune için endotermik reaksiyona ait ℓn(β/Tp
2 ) – 1000/Tpgrafiği şekil 4.31’ de gösterilmiştir. TG numunesinin hesaplanan aktivasyon enerjisi, 4 farklıısıtma hızıiçin ölçülen pik sıcaklıklarıve entalpi değişimleri Tablo 4.25’de verilmiştir.
Şekil 4.32 TH numunesinin 10oC/dk., 15oC/dk., 20oC/dk., 25oC/dk. ısıtma hızlarıiçin DSC eğrileri
Tablo 4.26 TH numunesi için ölçülen ve hesaplanan parametreler β(o C/dk.) Tp(oC) ΔH(J/g) Ea(kJ/mol) 10 473,60 0,01 15 474,90 0,01 20 476,10 0,01 25 478,00 0,01 82,025
TH numunesi için 10oC/dk., 15oC/dk., 20oC/dk., 25oC/dk. ısıtma hızlarına ait DSC eğrileri şekil 4.32’de gösterilmiştir. Bu numune için endotermik reaksiyona ait ℓn(β/Tp2) – 1000/Tpgrafiği şekil 4.33’ de gösterilmiştir. TH numunesinin hesaplanan aktivasyon enerjisi, 4 farklıısıtma hızıiçin ölçülen pik sıcaklıklarıve entalpi değişimleri Tablo 4.26’de verilmiştir.
Şekil 4.35 TI numunesi için ℓn(β/Tp2) – 1000/Tpgrafiği
Tablo 4.27 TI numunesi için ölçülen ve hesaplanan parametreler
β(o C/dk.) Tp(oC) ΔH(J/g) Ea(kJ/mol) 10 473,70 0,02 15 474,50 0,02 20 475,90 0,01 25 476,60 0,02 106,087
TI numunesi için 10oC/dk., 15oC/dk., 20oC/dk., 25oC/dk. ısıtma hızlarına ait DSC eğrileri şekil 4.34’de gösterilmiştir. Bu numune için endotermik reaksiyona ait ℓn(β/Tp2) – 1000/Tpgrafiği şekil 4.35’ de gösterilmiştir. TI numunesinin hesaplanan aktivasyon enerjisi, 4 farklıısıtma hızıiçin ölçülen pik sıcaklıklarıve entalpi değişimleri Tablo 4.27’de verilmiştir.
Şekil 4.36 TM numunesinin 10oC/dk., 15oC/dk., 20oC/dk., 25oC/dk. ısıtma hızlarıiçin DSC eğrileri
Tablo 4.28 TM numunesi için ölçülen ve hesaplanan parametreler β(o C/dk.) Tp(oC) ΔH(J/g) E a(kJ/mol) 10 471,70 0,06 15 472,70 0,02 20 473,10 0,02 25 474,10 0,03 155,006
TM numunesi için 10oC/dk., 15oC/dk., 20oC/dk., 25oC/dk. ısıtma hızlarına ait DSC eğrileri şekil 4.36’de gösterilmiştir. Bu numune için endotermik reaksiyona ait ℓn(β/Tp
2 ) – 1000/Tpgrafiği şekil 4.37’ de gösterilmiştir. TM numunesinin hesaplanan aktivasyon enerjisi, 4 farklıısıtma hızıiçin ölçülen pik sıcaklıklarıve entalpi değişimleri Tablo 4.28’de verilmiştir.