丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物和聚乙烯的热解特性及动力学

采用热天平对丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)和聚乙烯(PE)混合废料进行热分析,并用n级动力学方程对其进行模拟,获得了热解动力学参数.结果表明,ABS与PE的质量比不同时(6∶1,5∶1或4∶3),其热失重可分为1步分解或者2步分解;随着升温速率的上升,热失重区间都向高温区移动;当ABS/PE的质量比为4∶3时,混合物活化能较低,其反应活性则越高,越容易发生热解反应.该研究为有效利用ABS和PE等废旧塑料,以及其热解工艺的探索研究提供参考数据及理论依据.     

纺织用醋酸长丝的热学性能分析

采用差示扫描量热仪(DSC)和热重分析仪(TGA)分析测试醋酸长丝的热学性能,并依据热降解动力学原理,通过Friedman法和Kissinger法对醋酸长丝的热降解动力学进行分析。研究表明,醋酸长丝的玻璃化转变温度为185.8℃,熔融温度为221.4℃,随着升温速率的增加,醋酸长丝初始分解温度增加,最大失重速率显著增大且其对应降解温度升高。此外,Friedman法测得醋酸长丝热降解活化能为181.25KJ/mol,与Kissinger法基本一致。     

过氧化二异丙苯的热动力学研究

采用同步热分析仪测定在不同升温速率下过氧二异丙苯(DCP)的热流和热失重数据,通过相关模型确定DCP的热动力学参数.热流曲线表明DCP先熔融再分解,熔点为39.5℃,吸热焓为110 J/g,放热峰温为165℃,分解热焓500 J/g;随着升温速率的增加,热分解温度参数出现热延滞,放热峰断面扩大;采用 Borchardt-Daniels方法确定DCP的活化能为140 kJ/mol,反应级数为1.热重曲线表明DCP为一阶段热失重,失重峰峰温为170℃,失重率近90%;随着升温速率的增加,热失重温度参数出现延滞,但失重率降低;采用非模型动力学方法确定DCP在转化率为0.3～0.9之间的表观活化能接近,其均值为102.8 kJ/mol.     

一种无卤阻燃乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的热分解动力学研究

通过极限氧指数法（LOI）和垂直燃烧（UL-94）测试考察了一种无卤阻燃乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA）的阻燃性能;利用热重分析法（TG）研究了纯EVA及阻燃EVA在不同升温速率下的热稳定性及热分解动力学,并采用Kissinger及Flynn-Wall-Ozawa方法计算了纯EVA和阻燃EVA的热分解表观活化能。结果表明,添加40%复合膨胀阻燃剂的EVA复合材料,极限氧指数达到28.6%,UL-94测试达到V-0级,残炭量相对纯EVA明显提高;随着升温速率增大,EVA和阻燃EVA的起始失重温度和各阶段的失重峰温均向高温方向移动;二者在第一阶段的热分解活化能均低于第二阶段,阻燃剂的添加使EVA的最大失重速率明显降低,热分解表观活化能提高,增强了材料的热稳定性和阻燃性。     

尼龙69的热降解动力学研究

用热重分析法研究了尼龙69在N2气氛中不同升温速率(β)下的热降解反应动力学.尼龙69在N2中的降解反应过程为一步反应,降解温度随β的升高线性升高.用Kissinger法、Flynn-WallOzawa法和Coats-Redfern法求得降解反应的活化能分别为242.9,244.0,249.9 kJ/mol,表观指前因子平均值为1015.52.用Coats-Redfern法证明了尼龙69的热降解反应为相边界反应.     

聚苯乙烯泡沫保温材料的燃烧性能及热解动力学

以聚苯乙烯泡沫保温材料为研究对象,利用锥形量热仪(CCT)研究聚苯乙烯泡沫保温材料的燃烧性能,以同步热分析仪(TG/DSC)研究聚苯乙烯泡沫保温材料的热解行为,并采用Kissinger和Flynn-Wall-Ozawa 2种方法分析材料的热解动力学。研究结果表明,辐射功率越大,聚苯乙烯泡沫的热释放速率越大,生烟速率也相应提高;升温速率增大时材料的初始分解温度增大,最大热失重速率时的温度也向高温方向移动;由Kissinger法和Flynn-Wall-Ozawa法均可得到良好的线性回归曲线,且后者可以计算出不同转化率下的活化能值。     

多层碳纤维/环氧树脂复合材料热解动力学

为了探究不同形态T800级多层碳纤维/环氧树脂复合材料的热解特性及热稳定性,利用热重-差热同步分析仪在氮气气氛下分别对块状及粉末状样品进行不同升温速率的程序控温处理,得到了升温速率对两种形态样品质量损失的影响规律,并进行热解动力学分析。结果表明:块状和粉末状样品的热解均只有一个阶段,即环氧树脂在无氧条件下的热解。两种形态样品的初始分解温度、终止分解温度、最大失重速率温度均随着升温速率的提高而升高,热解温度范围变宽,失重速率峰值变大。利用Kissinger分析法和Flynn-wall-Qzawa分析法进行动力学计算,结果基本相同。两种形态样品的表观活化能均随着反应的进行而逐渐增大,反应难度增加;块状样品相比于粉末状样品在热解初期略为稳定,但整体过程两者稳定性基本一致。     

含磷共聚酯的热降解动力学及热稳定性研究

采用不同的升温速率,用Kissinger法研究了聚酯(PET)和含磷共聚酯(FR-PET)在氮气气氛中热降解动力学,采用时-温等效原理对其热稳定性进行了深入研究.结果表明:阻燃剂的引入降低了PET整个热降解过程的平均活化能和指前因子,并改变了其热降解机理.侧基含磷单元的引入,使PET的不同失重率所对应的时间延长,即侧基含磷共聚酯的热稳定性有所提高;在同一温度下,360 ℃以前,侧基含磷共聚酯失重一半的时间要短于纯PET,在360 ℃以后则长于纯PET,在高温下相对于纯PET要难点燃.利用Kissinger法确定的寿命方程,为材料寿命的预测提供了捷径.     

有机磷水性聚氨酯阻燃涤纶织物的热降解研究

为研究制备的新型有机磷水性聚氨酯对涤纶织物进行阻燃整理后的阻燃性能及热降解过程,采用垂直燃烧法测试其阻燃效果,利用热失重法分析阻燃前后涤纶织物在氮气气氛中的热失重行为,及在不同升温速率下织物的热降解动力学行为。采用Kissinger法和Flynn-Wall-Ozawa法两种动力学模型研究涤纶织物的热降解动力学参数,并对织物的热稳定性进行了探讨。结果发现:阻燃后的织物阻燃性能较好,能达到国家B1级水平;初始降解温度提前,分解温度范围变大,最大分解速率下降23.1%;降解阶段的表观活化能高于未处理织物,显示出较好的热稳定性。     

TiO2/碳纳米管复合材料的氧化热失重特性及动力学

对采用水热合成法制备的TiO2/碳纳米管复合材料,进行了氧化热失重和动力学分析。考察了升温速率和TiO2负载量对于热失重(TG)和差示扫描(DSC)曲线的影响。结果表明,升温速率的增加会使TG和DSC曲线向高温区稍有偏移,而TiO2负载量的增加会使TG和DSC曲线向低温区明显偏移,但两者对TiO2/碳纳米管复合材料的最终转化率并无影响。采用Kissinger和Ozawa非等温法进行了氧化热失重反应的拟合,得到了十分相近的表观活化能和频率因子,线性回归系数R2均在0.99以上,拟合效果较为理想。     

聚氧丙烯醚的非等温热分解动力学及寿命

利用热重(TG)分析技术对聚氧丙烯醚的热失重行为进行了研究.采用非等温TG-DTG技术，在5.0、10.0、15.0和20.0 K/min线性升温速率和空气气氛条件下，考察了聚氧丙烯醚的非等温热分解机理及反应动力学.运用Freeman-Carroll、Kissinger、Ozawa、Coats-Redfern和Achar等方法对非等温动力学数据进行分析，确定了聚氧丙烯醚热分解反应的机理函数为Mampel Power法则(m=1)，对应机理为幂函数法则，其表观活化能为62.5 kJ/mol，指前因子为106.17 s-1.同时采用等温TG技术得到失重10%和15%为寿终指标的寿命方程.     

抗氧剂1520对溴化丁基橡胶热降解行为的影响

采用溶液法制备溴化丁基橡胶(BIIR),添加液体抗氧剂1520。为考察抗氧剂1520对BIIR热降解行为的影响,用热重分析仪在不同的升温速率下对橡胶进行热分解测定,采用Kissinger法和Flynn-Wall-Ozawa法计算非等温热分解反应的表观活化能,并用Coats-Redfern方程推断抗氧剂1520加入前后BIIR的热分解机理函数。结果表明,通过Kissinger法和Flynn-Wall-Ozawa法得到的结果一致,抗氧剂1520的加入明显提高了BIIR的热降解反应表观活化能。用Coats-Redfern方程推断出抗氧剂1520的加入使得BIIR的热分解反应机理由相界面反应机理转变为更复杂的三级化学反应机理。     

二级煤矿许用乳化炸药热安全性研究

为了研究乳化炸药在热作用下的反应特性，利用差示扫描量热仪研究了二级煤矿许用乳化炸药热分解过程。并利用Kissinger法与F1ynn—Wall-Ozawa法计算了其表观活化能和指前因子。并比较了二级煤矿许用乳化炸药的热分解特征温度与乳化炸药实际生产过程中的乳化温度、敏化温度及其使用温度。测试和分析结果表明二级煤矿许用乳化炸药具有良好的热安全性。     

Adiabatic Decomposition of Two Kinds of Organic Peroxides by Accelerating Rate Calorimeter

The accelerating rate calorimeter was applied to study the thermal hazard of two kinds of organic peroxides, i.e. methyl ethyl ketone peroxide (MEKPO) and benzoyl peroxide (BPO). And their thermal decomposition characteristics were discussed. Meanwhile, thermal decomposition characteristics of MEKPO and BPO vvere compared. The result indicated that MEKPO is more sensitive to thermal effect than BPO. While once the thermal decomposition takes place. BPO will be more hazardous than MEKPO due to its serious pressure effect. Thermal kinetic analysis of these two kinds of organic peroxides was also taken, and the kinetic parameters for them were calculated. The study of thermal decomposition of MEKPO solution with different initial concentrations indicated that, the lower concentration MEKPO solution is, the higher onset temperature will be. And with the addition of organic solvent, it becomes more difficult for MEKPO to reach a thermal decomposition. Therefore, its thermal hazard is reduced.     

Thermal stability, thermal decomposition and mechanism analysis of cycloaliphatic epoxy/4,4′-dihydroxydiphenylsulfone/aluminum complexes latent resin systems

The thermal stability of latent resin systems, cycloaliphatic epoxy/4,4??-dihydroxydiphenylsulfone/aluminum complexes, was investigated by dynamic differential scanning calorimetry (DSC) analysis. Experiments were conducted under non-isothermal condition in a nitrogen atmosphere at the heating rate of 10, 20, 30 and 40 °C/min, respectively. TG curves showed that, in the temperature range of 25 to 600 °C, the stability of the resin systems could be enhanced by increasing the length of the aliphatic chain in the initiator. Both the Kissinger method and the Ozawa-Flynn-Wall method were employed to calculate activation energies of the decomposition reaction, and the values obtained from the two methods were compared. Moreover, the corresponding reaction mechanism was identified by the Achar differential method and the Coats-Redfern integral method. The experimental results showed that these four methods were reliable and effective to study the kinetics of the thermal decomposition reaction; and the most probable thermal decomposition mechanism of the resin systems we proposed was found to comply with Mampel power law (m=1).     

Kinetics of synthesis of YAG nanocrystals by ultrasound and ultrasound-microwave-assisted methods

The Y_3Al_5O_(12)(YAG) nanocrystals were synthesized by ultrasound-assisted and ultrasoundmicrowave-assisted alkoxide hydrolysis precipitation methods. The structures and morphology of the YAG were characterized by X-ray diffraction(XRD), scanning electron microscopy(SEM) and transmission electron microscopy(TEM). The synthesis kinetics of two kinds of YAG nanocrystals was investigated using differential thermal analysis and thermo gravimetric analysis(DTA-TG) at different heating rates in argon gas. The results show that two kinds of YAG precursors have one obvious endothermic peak at 315-600 K. The apparent activation energy of two kinds of YAG precursors was calculated using the Doyle-Ozawa and Kissinger methods, the coefficients of reaction order, frequency factor and kinetic equations were also determined. The average apparent activation energy for the YAG precursor prepared by ultrasound-microwave assisted was calculated to be 80.76 k J·mol-1 higher than the YAG precursor prepared by ultrasound-assisted synthesis(56.56 k J·mol-1).     

Fe73.5Cu1Nb2Si13.5B9Ni1非晶合金的晶化动力学研究

利用差示扫描量热法（DSC）研究了Fe73.5Cu1Nb2Si13.5B9Ni1非晶的纳米晶化动力学。结果表明,晶化过程分为两步完成,晶化初生相为Fe3Si.第一晶化过程的晶化开始温度Tx1、峰值温度Tp1与扫描速度β的对数之间存在着线性关系,分别为：Tx1=736.52＋8.67lnβ和Tp1=743.9＋12.7lnβ.采用Kissinger方法和Ozawa方法计算Fe73.5Cu1Nb2Si13.5B9Ni1非晶合金晶化的表观激活能Eа分别为435.2kJ/mol和441.1 kJ/mol,而成分为Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9的表观激活能大约为410 kJ/mol,表明Ni部分替代Nb后合金的热稳定性提高。第一晶化反应的局域激活能Ec（α）随晶化体积分数α不断下降,Avrami指数表明该非晶合金的晶化为扩散控制的三维晶粒长大过程。探讨了用Ni元素部分替代Finemet合金中Nb元素后非晶合金热稳定性提高的原因。