Distributions of Crystal Size from DSC Melting Traces for Polyethylenes

Authors

  • Lijun Feng,

    1. Department of Chemical Engineering, McGill University, 3610 University Street, Montreal, QC, Canada H3A 2B2
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  • Musa R. Kamal

    Corresponding author
    1. Department of Chemical Engineering, McGill University, 3610 University Street, Montreal, QC, Canada H3A 2B2
    • Department of Chemical Engineering, McGill University, 3610 University Street, Montreal, QC, Canada H3A 2B2
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Abstract

Melting curves, obtained by differential scanning calorimetry, are used to estimate crystal size distributions. The proposed theoretical analysis is applied to different types of polyethylene, including high-density polyethylene (HDPE), metallocene catalyzed linear low-density polyethylenes (m-LLDPE), blends of m-LLDPEs, and Ziegler-Natta catalyzed LLDPEs (ZN-LLDPE). Theoretical predictions are in agreement with experimental results. A generalized melting temperature equation successfully predicts the melting temperatures of all the LLDPEs, although it was initially proposed for homogeneous copolymers with excluded comonomers. A new definition of the heat of fusion for pure crystals is proposed. This heat of fusion can be calculated from the average crystal size or the crystal size number distribution.

Abstract

On a utilisé des courbes de fusion, obtenues par calorimétrie différentielle à balayage, afin d'estimer des distributions de tailles des cristaux. L'analyse théorique proposée est appliquée à différents types de polyéthylène, notamment du polyéthylène (HDPE) à haute densité, des polyéthylènes à basse densité linéaires catalysés par des métallocènes (m-LLDPE), des mélanges de m-LLDPE et des LLDPE catalysés par Ziegler-Natta (ZN-LLDPE). Les prédictions théoriques montrent un bon accord avec les résultats expérimentaux. Une équation de température de fusion généralisée prédit avec succès les températures de fusion de tous les LLDPE, bien qu'au départ elle soit proposée pour des copolymères homogènes avec des comonomères exclus. On propose une nouvelle définition de la chaleur de fusion pour des cristaux purs. Cette chaleur de fusion peut être calculée à partir de la taille moyenne des cristaux ou de la distribution du nombre de tailles de cristaux.

Ancillary