紫胶树脂的粘流—热硬化转变研究

为明确紫胶树脂受热后发生的粘流转变过程，以及粘流转变后其特征指标的变化，进而确定紫胶树脂热硬化时间和温度的对应关系，采用热台显微镜观测法监测了紫胶树脂的粘流转变过程，利用差示扫描量热法计算了粘流转变过程热力学参数，测定了粘流转变后的热硬化时间、冷乙醇可溶物和红外光谱中特征峰的变化情况；采用国标紫胶树脂热硬化时间的测定方法测定了不同温度下的热硬化时间，并进行了方程拟合。结果表明，升温速率快，紫胶树脂的粘流转变峰值温度越高，分子的传热效率越低，传热会产生滞后，并且拟合得到了紫胶树脂热硬化时间与温度的关系方程，并进行了显著性检验，发现紫胶树脂的热硬化时间随加热温度的升高而降低，其变化趋势按照所拟合方程所示的指数关系递减。     

环氧树脂改性双马来酰亚胺树脂动力学研究

为了研究环氧树脂/二烯丙基双酚A/双酚A双烯丙基醚/双马来酰亚胺(E-51/BBA/BBE/MBMI)复合材料进行了固化反应动力学和固化工艺,采用非等温差示扫描量热(DSC)法求得温度曲线.并通过建立特征温度(T_i:起始固化温度,Tp:固化速率最高温度,T_f:终止固化速率)与升温速度联立方程式,通过外推法可以求得特征温度Ti为158.2℃,Tp为181.2℃,Tf为220.1℃.所以确定该体系的固化工艺为:100℃/1 h→130℃/1 h→160℃/1 h→180℃/2 h→200℃/1 h→220℃/1 h.应用Kissinger法和Ozawa法求得树脂体系的固化动力表观活化能(ΔE),分别得到体系的表观活化能为59.49 k J/mol和62.67 k J/mol,两种方法求得的表观活化能接近,反应体系合理.     

铝粉对酚醛环氧体系固化动力学过程的影响

为了研究金属铝粉末对酚醛环氧树脂体系固化过程的影响,采用非等温DSC法分别对纯树脂、0.5份Al、1份Al体系进行了不同升温速率条件下(3℃/min、5℃/min、10℃/min、15℃/min)的固化动态行为分析.确定了体系为中低温固化体系,反应温度低于65℃,金属铝粉的加入使体系的表观活化能从2 020.64 J/mol降至1 702.99 J/mol,反应级数下降为0.54,特征固化温度提高了近5℃,同温度下的固化度有所下降.     

磷石膏在CO气氛下的热分解动力学

在CO体积浓度为10%气氛中,研究磷石膏的热分解动力学。采用热重分析技术,研究磷石膏在升温速率分别为2.5℃/min、5℃/min、10℃/min和15℃/min条件下的热分解行为,通过FWO法、Kissinger法和Satava-sestak法计算磷石膏热分解的动力学参数,推断符合该反应的动力学模型函数。结果表明:在1 000~1 100℃温度范围内,磷石膏热分解机理函数符合n=2/3的成核与生长模型函数,活化能Es和指前因子As分别为342.46 kJ/mol和7.08×1011s-1。     

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.     

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.     

PEEK/HA生物复合材料的热稳定性

缩聚合成聚醚醚酮,与纳米羟基磷灰石混合,制成聚醚醚酮/羟基磷灰石生物复合材料,用热重分析法研究其热稳定性.研究表明,该材料热分解起始温度在500℃以上,热稳定性好;升温速率对热重曲线有重要影响,随着升温速率加快,热失重曲线向高温区平移,起始分解温度和最大热分解速率温度提高,反应临近结束的拐点温度也提高;随着羟基磷灰石含量的增大,该复合材料的最大分解速率逐渐降低,热稳定性优于聚醚醚酮.细胞毒性试验显示,该复合材料对Hela细胞无明显毒性,对细胞生长有促进作用,生物相容性良好.     

AlF_3·3H_2O非等温热分解动力学

采用 TG-DTG法确定了三水氟化铝的热分解过程分三步进行 ,求得了第一步脱水反应的表观活化能( E)和指前因子 ( A)分别为 4 1 .9k J/mol和 1 0 2 .49s- 1 ;第二步脱水反应的 E为 4 7.5k J/mol,其非等温动力学方程为 -ln( 1 -α) =A· exp( -E/RT)· t;在 3 80℃以上 ,Al F3发生水解反应 ,其 E和非等温动力学方程分别是 80 .4 k J/mol和 [-ln( 1 -α) ]23=A· exp( -E/RT)· t.当第二步脱水反应与水解反应在 3 80～ 550℃同时发生时 ,脱水反应比水解反应更易进行 .     

SI-2树脂对镍离子的静态吸附动力学

为了研究电镀废水中镍的去除方法,采用离子交换树脂法吸附镍离子.首先对SI-2树脂的结构进行能谱分析和红外表征,然后探讨p H、初始浓度、温度和时间对镍离子吸附量的影响,在此基础上研究SI-2树脂对镍离子的等温吸附动力学特性.结果表明,SI-2树脂是无机硅胶型树脂,交联反应发生在树脂中的羟基上;p H=5时吸附最佳,树脂的最大吸附容量为3 000 mg/g;吸附过程中吉布斯自由能为-24.21 k J/mol,说明吸附过程是自发进行的;SI-2树脂对镍离子的吸附符合Langmuir和Freundlich模型;吸附过程符合拟二级动力学方程,吸附活化能为1.532 k J/mol.液膜扩散和颗粒内扩散是整个吸附过程的主要速率控制步骤.     

桑蚕茧的热分解动力学和反应机理的研究

本文用热重分析法(TGA)研究了桑蚕茧的热分解动力学和反应机理。根据四个不同升温速率的热重分析谱图,求得热分解百分数为5、10和15时的热分解活化能分别为410.8,376.7和324.0 kJ/mol.又根据热分解的气体产物和固体残留物的红外光谱图,推出了热分解反应的机理。     

米糠蜡非等温热分解动力学研究

采用差示扫描量热仪(DSC)测定了米糠蜡的相变温度、熔化温度、最终分解温度,结果表明:米糠蜡的最终熔化温度为82℃、分解温度为425℃;用TG/DSC分析仪在不同升温速率下对米糠蜡进行测试,Kissinger法得到米糠蜡热分解反应的表观活化能、反应级数等动力学参数,结果表明:米糠蜡在200℃以下具有良好的热稳定性,Kissinger法得到的米糠蜡表观活化能为167.43 kJ/mol,反应级数n为0.34.     

丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物热降解反应动力学

研究了丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物热分析动力学参数.采用热重差热分析法,分别测定了在氮气气氛中5、10、15、20℃/min 4种不同升温速率下的的热降解过程,得到了4条热重和差热曲线,并用Kissinger法对其热降解过程进行了动力学分析.结果表明:提高升温速率,热重曲线向高温方向移动,温度滞后越严重.初始分解温度及终止分解温度更高,温度区间也变宽.升温速率的不同对最终失重率影响不大,最终失重率都在90%以上.随着升温速率的增加,差热曲线峰变高且峰顶温度向高温方向移动.通过Kissinger法分析在不同升温速率下丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物热降解反应的热重差热数据得出反应的活化能为160.9kJ/mol、表观指前因子为27.61、热降解反应级数为0.965 4等动力学参数.     

聚乙烯热分解反应动力学处理方法比较

利用热重分析在不同升温速率 (5 ,1 0 ,2 0 ,40℃ /min)和氮气气氛下对聚乙烯的热稳定性进行研究 ,讨论了升温速率 β对热分解温度的影响 ,说明热分解温度随 β呈线性增加。根据热重实验曲线 ,采用 5种热分析处理动力学数据的方法 ,计算聚乙烯热分解反应活化能E、反应级数n及频率因子A ,并对处理方法进行比较。结果表明 ,采用不同的处理方法 ,得出的热分解动力学参数略有差别 ,分解活化能为 2 60～ 2 90kJ/mol,反应级数约为 1。为验证上述各方法的可靠性 ,采用二元回归法 ,对热重实验曲线直接计算 ,并以此为标准 ,对其它方法得到的结果进行误差分析。结果表明 ,在诸种处理方法中 ,以Coast-Redfern及Doyle法结果比较可靠 ,与实验值比较接近。     

EP/DDM固化工艺及增韧改性研究

采用差示扫描量热法(DSC),根据Kissinger方程和Flynn-Wall-Ozawa方法,研究固化体系的固化动力学,运用非等温升温速率的方法确定EP/DDM固化体系的最佳固化工艺,选用011N和010N型奇士增韧剂对固化物力学和介电性能进行对比.结果表明:固化反应活化能Ea为52.76k J/mol;运用T-β外推法,确定EP/DDM固化体系的最佳固化工艺为80℃/2 h+125℃/1 h+160℃/1 h,此时固化物的拉伸强度和冲击强度达到最佳分别为65.52 MPa和24.29 k J/m2,分别提高了8.84%和32.52%;介电常数和介电损耗分别为3.11和0.003 2,固化物的绝缘性能较好,确定011N和010N型增韧剂最佳配比分别为16%和14%,此时固化物的冲击强度分别为29.85 k J/m2和26.87 k J/m2,分别提高22.89%、10.62%,实现了增韧改性的效果.     

纤维素热裂解过程动力学的试验分析研究

尽管针对纤维素热裂解动力学方面的研究已开展得比较广泛 ,但其表观动力学的确定仍是一具有争论性的问题 ,从而对纤维素热裂解机理的描述也就各不相同 .本文试图通过纤维素的热裂解动力学研究 ,对此种现象作出合理的解释 ,并给出相应的机理描述 .纤维素热裂解随温度的升高经历了五个不同的阶段 ,其中第三阶段是整个过程的主要部分 ,期间大量挥发分析出并造成明显失重 .试验发现随着升温速率的增加 ,热滞后现象的加重致使纤维素热裂解各个阶段向高温侧移动 ;同时高升温速率对炭的生成具有抑制作用 ,但有利于挥发分的生成 .通过对热裂解主反应区的热重分析 ,采用微商法求得对应的反应动力学参数 ,以 6 0 0 K作为分界点 ,低温段的活化能约在2 6 7k J/ m ol,较高温度段则体现为 174 k J/ mol左右的低活化能 .纤维素热裂解是一传热传质现象 ,与化学动力学机制相互影响、控制的过程 ,试验条件、传热传质过程的影响是造成结论存在差异的内在原因     

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。     

桑蚕茧的热性能研究(Ⅲ)

本文用TGA和DTGA法,研究了桑蚕茧的热分解动力学。所得结果表明,在50～620℃的范围内、■气流中桑蚕茧丝的热分解反应分成两个阶段。开始分解温度为210℃左右,第一阶段热分解反应速率达极大值时,对应的温度为320℃左右,其动力学参数:E_1=245.2kJ/mol,n_1=3,动力学方程为-1n(1-α)=kt~3;420℃左右时,开始第二阶段,约在570℃处反应速率再次达到极大值,至600℃左右时,热分解反应基本完毕,这阶段的动力学参数E_2=74.7kJ/mol,n_2=0。     

电石渣热分解反应动力学模型的热重实验研究

应用热重法对电石渣在氮气气氛、不同升温速率下的分解动力学进行了研究.应用等转化率法,在不假设机理函数的情况下,得到了电石渣热分解的活化能随转化率的增加而减小的规律.应用Malek法求得“动力学三因子”分别为:活化能E=84.79 kJ/mol,反应机理函数,微分形式f(α) =2.95(1-α)0.661,积分形式G(α)=1-(1-α)0.339,指前因子.研究结果表明升温速率越大,热分解过程越快,电石渣分解反应符合相边界反应的收缩球体模型,即R3(α).     

Na2SO4·0.5H2O2·H2O的热分解动力学研究

采用程序升温法研究Na2SO4.0.5H2O2.H2O在氮气中的热分解动力学,测定Na2SO4.0.5H2O2.H2O分解的TG-DTG和TG-DSC曲线.在8.0 K.min-1、6.1 K.min-1、4.1 K.min-1和2.0 K.min-14个升温速率下,Na2SO4.0.5H2O2.H2O的热分解是简单的一步反应,热分解温度为339.5 K.采用多元非线性回归对Na2SO4.0.5H2O2.H2O在氮气中的热分解动力学模型进行筛选,并利用主曲线法对其分解模型进行判别.Na2SO4.0.5H2O2.H2O的热分解过程受三维相界面控制,分解机理为R3机理.Na2SO4.0.5H2O2.H2O的热分解活化能为70.83 KJ.mol-1,指前因子1.96×103.     

TATB/HMX多组分主体炸药与不同氟橡胶内相容性研究

为了研究TATB/HMX主体炸药与不同氟橡胶配方的相容性,运用DSC方法测试了不同升温速率下TATB/F2602、TATB/F2311、HMX/F2602、HMX/F2311的热分解放热曲线.利用最大放热峰温、计算所得的表观反应活化能的变化量进行了相容性评估.同时运用反应起始放热温度、反应热两种评价指标进行相容性判定,分析其判定机理.结果表明,综合考虑放热峰温、活化能两个指标,变化量0~0.67℃,0.6%~1.77%,同时满足1级,说明相容性好,为1级;起始放热温度变化不明显(2℃左右),甚至略有降低,说明混合体系更容易发生分解反应;TATB/F2602、TATB/F2311体系放热量增幅分别为378.84J/g(β=10℃/min),198.1J/g(β=15℃/min),表明TATB/F2311体系有失控的倾向.HMX/F2602、HMX/F2311体系放热量增幅为13.19J/g(β=20℃/min),HMX/F2311与HMX/F2602安全水平相当;DSC方法简便,综合运用各种评价指标,可以全面评价炸药的相容性.