抗氧剂对PMMA树脂热氧化稳定性的影响及动力学分析

采用热重分析,研究了抗氧剂种类及用量对聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)热氧化稳定性的影响,并采用Kis-singer、Flynn-Wall-Ozawa和Flynn法对其热氧化降解行为进行了动力学分析。结果表明,抗氧剂1010、1076、702和BHT的用量为0.5‰时就能够显著提高PMMA热氧化稳定性,使其起始热分解温度提高70℃左右,而抗氧剂用量进一步提高对改善PMMA的热稳定性意义不大;动力学分析表明,抗氧剂的加入能够提高PMMA质量损失率小于30%时的热降解活化能,而热分解后期由于降解温度高于抗氧剂熔点,抗氧剂气化逸出,抗氧剂不能有效提高PMMA后期热降解活化能,未能达到提高PMMA整体热稳定性的目的。     

抗氧剂对PMMA树脂的热稳定作用

采用连续本体法合成了纯聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）树脂,将不同种类的抗氧剂与PMMA树脂进行熔融共混,在空气气氛中采用热失重法测试了PMMA树脂的热稳定性。考察了抗氧剂种类、用量及复配比例等因素对PMMA树脂热稳定性的影响。实验结果表明,分别加入抗氧剂1076、抗氧剂2246、抗氧剂245和抗氧剂1010等主抗氧剂可以显著提高PMMA树脂的热稳定性,辅助抗氧剂（抗氧剂168）可以提高PMMA树脂的起始热分解温度,改变抗氧剂1010与抗氧剂168的复配比例时,抗氧剂1010用量越多,PMMA树脂的热稳定性越好。抗氧剂总量为2.5 ‰（质量分数,下同）,抗氧剂1010与抗氧剂168的比例为3：1时,PMMA树脂的热稳定性显著提高。     

抗氧剂对聚乙二醇热稳定性的影响

采用热分析方法研究抗氧剂种类及其添加量对聚乙二醇热稳定性的影响。结果指出，随着其添加量的增加，聚乙二醇的热分解起始温度和顶峰温度等增加；具有高阻碍酚基团含量且耐热的抗氧剂，对聚乙二醇的热氧化保护能力最强。     

溴化丁基橡胶液体抗氧剂的热分析研究

用热失重法(TG)和差示扫描量热法(DSC)分别测定了添加4种新型液体抗氧剂的溴化丁基橡胶(BIIR)的热失重温度、氧化诱导时间和氧化诱导温度,综合考察了4种抗氧剂的热稳定性和抗氧化性能,评选出性能最好的抗氧剂及其最佳添加量,并分别计算了BIIR的等温和非等温(动态)热氧化反应的活化能。结果表明,4种抗氧剂的热稳定性和抗氧化效果差异较大,但均能不同程度改善BIIR热氧化稳定性。等温热氧化动力学实验结果表明,BIIR热氧化反应符合阿伦尼乌斯方程,抗氧剂添加前后BIIR等温氧化反应活化能分别为131.14kJ/mol、150.25kJ/mol;动态热氧化动力学实验得到抗氧剂加入前后BIIR的非等温氧化反应活化能分别为86.23kJ/mol和108.49kJ/mol。     

聚丙烯抗热氧老化评价新方法研究

通过Haake转矩流变仪考察了不同抗氧剂及其添加量对聚丙烯(PP)热氧化分解的影响,筛选出抗氧效果优良的抗氧剂体系,并添加到滑石粉填充PP中,考察在150℃、113次/h换气速率条件下的热氧老化性能.研究发现,抗氧剂含量及接触面积对材料的热氧老化具有显著的影响,且转矩变化的时间与长期热氧老化有一定对应关系.这种测试转矩...     

聚碳酸酯材料耐热氧老化性能的研究

通过热老化实验和多次基础实验,评估不同抗氧剂,包括主抗氧剂和辅助抗氧剂对聚碳酸酯耐热老化性能的影响。实验结果表明,较传统抗氧剂,添加受阻酚类主抗氧剂AO-1后聚碳酸酯135℃老化168 h后的YI变化值只有3.66;添加亚磷酸酯类辅助抗氧剂AO-5后聚碳酸酯多次挤出测试后熔体流动速率变化只有3.68;添加硫代酯类辅助抗氧剂AO-6后聚碳酸酯135℃老化168 h后的YI变化值只有1.03;AO-1+AO-5+AO-6是提升聚碳酸酯长效热稳定性和加工稳定性最优搭配。     

聚醚多元醇热稳定性研究

本文对聚醚多元醇热氧化分解机理进行了探讨。结果表明聚醚结构、官能度、分子量、pH 值、升温速度对聚醚的热稳定性有明显的影响。本工作还选出了数种优良的热稳定剂,可使国产聚醚的热氧化起始分解温度提高到200℃左右,同时利用最小二乘法求得抗氧剂用量与热分解温度的关系方程式。     

极性化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物的热氧稳定性

用微商热重法分析了极性化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(PSBS)的热氧降解行为,研究了抗氧剂及其复合体系对PSBS热氧稳定性的影响。结果表明,PSBS的热氧降解行为与苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物类似,当温度为200~206℃时发生热氧化反应;当温度升至360℃以上时,分子主链发生剧烈降解反应。受阻酚类抗氧剂与2种亚磷酸酯类抗氧剂组成的复合抗氧剂能提高PSBS的热氧化反应活化能,从而提高其热氧稳定性。     

不同复配抗氧剂体系对聚碳酸酯性能的影响

利用热失重分析、差式扫描量热仪分析等手段研究了三种不同分子结构亚磷酸酯类抗氧剂对聚碳酸酯(PC)加工稳定性的影响,并研究了抗氧剂添加量对PC力学性能、热稳定性、熔体质量流动速率的影响。测试结果表明,添加抗氧剂能够提高PC的初始热分解温度及玻璃化转变温度;三种抗氧剂效果的排序为抗氧剂B抗氧剂A抗氧剂168,在潮湿环境下,抗氧剂效果排序为抗氧剂168抗氧剂B抗氧剂A。     

双环戊二烯酚型抗氧剂的高效液相色谱分析及在聚丙烯中的应用研究

以对甲酚、双环戊二烯为原料合成了5种双环戊二烯酚型抗氧剂,用高效液相色谱进行了有效分离。分别采用热重分析、熔体流动速率和氧化开始温度等分析方法考察了其在聚丙烯（PP）中的稳定化作用。实验数据显示,双环戊二烯酚型系列抗氧剂的热稳定性随聚合度的增加而降低;将其添加到PP中时,同等添加量的情况下,抗氧剂的聚合度越高,PP的加工稳定性和热稳定性越差。     

PMMA/MWCNT复合材料的热降解动力学

采用溶液共混法制备了聚甲基丙烯酸甲酯/多壁碳纳米管（PMMA/MWCNT）复合材料,利用热重法研究了不同气氛下复合材料的热降解,并采用Flynn-Wall-Ozawa、Kissinger和Friedman等3种方法计算其动力学参数。结果表明,MWCNT的添加量为3 %时,在氮气和氧气中复合材料的初始降解温度较纯PMMA分别提高了54.62 ℃和70.4 ℃,最大热失重速率温度也有一定程度的提高,说明MWCNT能显著提高PMMA的低温热稳定性,尤其是在有氧环境中,而对高温热稳定改善不明显;采用Kissinger法、Flynn-Wall-Ozawa法和Friedman法计算得到的活化能（Ea）变化趋势一致,当MWCNT的添加量为3 %时,Ea较纯PMMA提高最多,在氮气中分别为45.99、95.10、72.46 kJ/mol,在氧气中分别增加53.42、120.63、110.41 kJ/mol;由Friedman法求解出复合材料的反应级数（n）在氮气中约为1.5,在氧气中约为0.9。     

聚丙烯接枝马来酸酐热稳定性能的研究

采用热失重方法研究了聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)的热分解行为,考察了MAH接枝率、PP降解程度和残余MAH单体对PP-g-MAH热稳定性能的影响。结果表明,MAH的接枝可以提高PP的热稳定性能。与PP相比,接枝率为0.72 %的PP-g-MAH起始分解温度升高28 ℃,420 ℃时的热分解速率常数下降57.6 %;接枝过程中PP分子链的降解对PP-g-MAH热稳定性能有不利影响。与降解程度最小的PP-g-MAH相比,降解程度最大的PP-g-MAH起始分解温度降低了20 ℃,420 ℃时的热分解速率常数增加了115 %;PP-g-MAH中残留的MAH使其起始分解温度降低了4.3 ℃。     

Temperature Limit of Inhibition of Thermo- oxidative Degradation of Polystyrene and Poly(methyl methacrylate) by Antioxidants

Abstract

Investigation has been made on the influence of aromatic and sterically hindered amines, sterically hindered phenols, S- and P-containing compounds on the thermo-oxidative degradation of PS and PMMA by a DSC method under oxygen. The oxidative degradation of antioxidants themselves has been studied under the identical conditions. The dependences of the temperature of the onset of degradation of the polymers on antioxidant concentrations have been obtained. It has been shown that the upper temperature limit of inhibition of the thermo-oxidative degradation of PS and PMMA by well-known effective antioxidants is in the range 280–295°C and depends insignificantly on the chemical structure of polymer. The suggestion was made that the value of the temperature limit of inhibition depends to a great extent on intensive oxidative decomposition of antioxidant itself.     

Effect of nanoTiO2 addition on poly(methyl methacrylate): An exciting nanocomposite

A systematic research has been conducted to investigate the matrix properties by introducing nanosize TiO₂ (5 nm, 2.0–30% by weight) filler into a poly (methyl methacrylate) (PMMA) resin. A twin screw extraction process was developed to disperse the particles into the PMMA. The thermal, mechanical, and viscoelastic properties of the virgin PMMA and nanoTiO₂‐PMMA composite were measured. The nanofiller infusion improves the thermal, mechanical and viscoelastic properties of the PMMA. Nanocomposite shows increase in storage modulus (～ 60%), rubbery modulus (～ 210%), glass transition temperature (～ 27%), crosslink density (～ 213%), initial decomposition temperature (～ 83% at 1% wt. loss), and activation energy (～ 141%). Mechanical performance and thermal stability of the nanoTiO₂‐PMMA composites are depending on the dispersion state of the TiO₂ in the PMMA matrix. Scanning electron microscopic study shows that the particles are well dispersed in the PMMA matrix. They are correlated with loading. Kinetics for thermal degradation analysis was studies. The integral procedural decomposition temperature (IPDT) is enhanced (～ 117%). The nanocomposites of high activation energy possess high thermal stability. Interrelation of T_g, crosslink density, IPDT, storage modulus, activation energy, and TiO₂ weight percent are established. Various reasons for these effects in terms of reinforcing mechanisms have been discussed. © 2010 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2010     

聚碳酸酯型水性聚氨酯乳液的制备与性能

以聚碳酸酯二元醇和异佛尔酮二异氰酸酯为主要原料,采用预聚法合成了聚碳酸酯型水性聚氨酯( WPU) ,用傅里叶变换红外光谱表征了WPU,考察了不同NCO/OH( 摩尔比) 对WPU 乳液粒径及薄膜的耐水性、拉伸性能的影响,并研究了WPU 的热稳定性。结果表明,随着NCO/OH 值的增大,WPU乳液的粒径增大,稳定性降低,薄膜的耐水性和拉伸强度提高,扯断伸长率降低; WPU 薄膜的热分解速率较快,硬段的热分解温度为193 ℃,最大失重温度为287 ℃; 软段的热分解温度为321 ℃,最大失重温度为364 ℃左右。     

Effect of Phosphorus-Containing Fire-Retardant Systems on Fireproofing and Processing Indexes of Polypropylene

The thermal stability of polypropylene composites containing the microencapsulated ammonium salt of methylphosphonic acid amide and copper-zinc-boron compounds as a fire retardant was investigated. It was shown that incorporation of dizinc hexaborate increases the thermal stability period (MFI of 15 min) in comparison to this index for the composite containing a fire retardant alone (MFI of 2 min), which is due to slowing of decomposition of the fire retardant. It was found that dizinc hexaborate alters thermooxidative degradation of polypropylene containing microencapsulated methylphosphonic acid amide ammonium salt by decreasing the temperature and maximum rate of decomposition. The number of gaseous compounds liberated in thermooxidative decomposition of the composite is much lower than for the initial polypropylene.     

过硫酸钠和过硫酸钾的热稳定性分析

本文用绝热加速量热仪研究了过硫酸钠和过硫酸钾的热稳定性,得到了过硫酸钠和过硫酸钾的分解温度、压力随时间变化的曲线,分析了这两种物质的热分解过程,采用了速率常数法计算拟合了两种样品热分解过程的表观活化能Ea和指前因子A,并修正了实验结果,得出绝热条件下过硫酸钠的初始放热温度为156.38 ℃,最终放热温度为 293.01 ℃,最高温升速率为1451.88 ℃•min-1,到达最高温升速率的时间为358.13 mins,表观活化能为 227.11 kJ•mol-1; 而过硫酸钾的初始放热温度为139.07 ℃,最终温度为 289.74 ℃,最高温升速率为202.57 ℃•min-1,到达最高温升速率的时间为386.92 mins,表观活化能为170.68 kJ•mol-1。结果表明过硫酸钾更容易发生反应,热稳定性更差,但是过硫酸钠的反应更为剧烈。     

复配型受阻酚类抗氧剂对聚甲醛的稳定作用

将受阻酚类抗氧剂Irganox245和Irganox1010进行复配并加入聚甲醛中,通过将物料在设定温度下多次挤出,测定挤出物料的黄色指数、拉伸强度、冲击强度、熔体质量流动速率、热失重率等方法对单剂和复配抗氧剂在聚甲醛中的稳定作用进行了研究。结果表明：将抗氧剂Irganox245和Irganox1010复配后,提高了聚甲醛的分解温度,较好地保持了聚甲醛的各项性能,没有发生劣化现象,作用效果介于两种抗氧剂单独作用效果之间;在聚甲醛的热氧稳定性能方面起到一定的协同作用。