阻燃硬质聚氨酯泡沫制备及空气中热解特性

以可膨胀石墨(EG)和次磷酸铝(AHP)为阻燃剂,采用一步合成法制备了硬质聚氨酯泡沫/可膨胀石墨复合材料和硬质聚氨酯泡沫/次磷酸铝复合材料。采用热重分析(TG)法对阻燃型以及非阻燃型聚氨酯泡沫在10、20、30、40、50℃/min 5种不同升温速率下的热解过程及反应动力学进行了研究。实验结果表明,空气氛围下3种聚氨酯样品均存在2个主要失重阶段,样品初始分解温度由低到高为:RPUF/EG RPUF RPUF/AHP,其温度分别为187. 6、198. 83、203. 24℃。随着升温速率的增加,热解向高温区移动,主反应区逐渐增大,且最大热失重速率逐渐增大。加入可膨胀石墨与次磷酸铝均能提高样品成炭量。与此同时,运用Kissinger-Akahira-Sunose(KAS)和Ozawa-Flynn-Wall(OFW)方法求得,不同转化率时,3种聚氨酯样品活化能由大到小为:RPUF/AHP RPUF RPUF/EG,采用KAS方法求得的活化能分别为129. 36、151. 23、169. 45 k J/mol;采用OFW方法求得的活化能分别为123. 61、146. 92、166. 12k J/mol。     

乙烯基改性聚碳硅烷热分解动力学研究

使用红外分析仪分析了乙烯基聚碳硅烷(PVCS)热分解前后的结构,采用热重分析法(TG),在空气气氛下分别以10,20,30,40,50℃/min的升温速率对PVCS的热分解进行了分析。实验结果表明PVCS在空气中1000℃失重率为6.7%~9.3%,主要热失重的温度范围为310~800℃;采用Kissinger方程和Flynn-Wall-Ozawa方程对PVCS热分解动力学常数进行了计算,分别得出PVCS的热分解活化能为158.39k J/mol和164.65kJ/mol。     

燃气管用PE100级混配料的热分解动力学和机理

采用热重分析法测定了在氮气气氛中2、5、10、20 ℃/min 4种不同升温速率下的燃气用PE100级混配料热分解过程。采用Kissinger法、Flynn-Wall-Ozawa方法和Coats-Redfern法考察了燃气用PE100级混配料热分解动力学和机理。运用Toop法对PE100级混配料在不同温度下的寿命进行了评估。结果表明,PE100级混配料的热失重为一步分解反应;Kissinger 法求得热分解平均活化能（E）为327.8 kJ/mol,Flynn-Wall-Ozawa法求得的E为304.6 kJ/mol,表观指前因子（lnA）值为53.9 min^-1;在12种常见热分解模型中,R2即圆柱对称的收缩机制最适合描述PE100级混配料热分解反应过程;50 ℃下,Kissinger 法和Flynn-Wall-Ozawa法求得的PE100级混配料寿命分别为7.4×10⁸年和7.9×10⁷年,随着温度的升高,寿命急速降低。     

氨基三亚甲基磷酸钙阻燃改性硬质聚氨酯泡沫热稳定性研究

合成了一种基于磷和氮的阻燃剂——氨基三亚甲基磷酸钙(Ca-ATMP),并对其进行热重分析(TGA),发现Ca-ATMP具有很好的热稳定性和高残碳率,将其掺入硬质聚氨酯泡沫塑料(RPUF)中。研究结果表明:Ca-ATMP明显提升了RPUF的高温热稳定性,T-50%和最终残碳率均随Ca-ATMP添加量的增大而增大;掺入质量分数为20%的Ca-ATMP,RPUF残碳率高达30.3%。通过Flynn-Wall-Ozawa法和Starink法分别对RPUF-0和RPUF-10Ca进行热解动力学分析,其中Flynn-Wall-Ozawa法计算所得RPUF-0和RPUF-10Ca的平均活化能分别为126.00和131.05 kJ/mol,Starink法计算所得RPUF-0和RPUF-10Ca的平均活化能分别为122.72和127.57 kJ/mol,表明改性RPUF具有很好的热稳定性。     

双酚A型聚芳醚酮的热分解动力学研究

用热重(TG)法研究了双酚A型聚芳醚酮(PAEK)的热分解动力学,计算了热分解动力学参数.结果表明,双酚A型PAEK的热分解符合无规引发分解模型,热分解过程为一级反应.以Kissinger最大失重率法求得热分解反应的反应活化能E为201.909kJ/mol;以Ozawa等失重百分率法求得反应活化能E为211.398kJ/mol;频率因子A值为2.306×10~(14)～9.173×10~(14)min~(-1);预测N_2中267℃失重5%的热老化寿命为10 a.     

聚氯乙烯/多壁碳纳米管复合材料的热降解研究

采用熔融共混法制备了聚氯乙烯/多壁碳纳米管(PVC/MWCNT)复合材料,利用热失重法研究了MWCNT对PVC热降解及热寿命的影响,采用Kissinger法和Friedman法计算了复合材料的热降解动力学参数。结果表明,添加MWCNT后,复合材料的初始降解温度T0和最大热失重速率温度Tm较纯PVC均有提高,含量4%时,T0和Tm分别提高了18.9℃和22.76℃。Kissinger法计算的活化能随MWCNT含量增加呈先增大后减小趋势,在含量4%时复合材料两个失重阶段分别提高了82.23 kJ/mol和18.54 kJ/mol,Friedman法计算得到的活化能变化趋势与Kissinger法一致。     

丙烯酸酯基隔音复合材料热分解动力学研究

使用动态机械热分析仪(DMA)分析了丙烯酸酯基隔音复合材料的使用温域,采用热重分析法(TG),在空气气氛下分别以5,10,20,30,40℃/min的升温速率对丙烯酸酯基隔音复合材料的热分解进行了分析。实验结果表明丙烯酸酯基隔音复合材料的使用温域为-37.1～80℃,在空气中300℃失重率为1.3%～4.5%;采用Kissinger方程和Flynn-Wall-Ozawa方程对丙烯酸酯基隔音复合材料热分解动力学常数进行了计算,分别得出丙烯酸酯基隔音复合材料的热分解活化能为207.45kJ/mol和207.59kJ/mol。     

新型阻燃剂1,3,5-三(5,5-二溴甲基-1,3-二氧杂己内磷酰氧基)苯的热分解动力学研究

以TG-DTG为手段,研究了1,3,5-三(5,5-二溴甲基-1,3-二氧杂己内磷酰氧基)苯(TDDB)在氮气气氛中的热分解动力学,利用Kissinger法、Flynn-Wall-Ozawa(FWO)法对TDDB进行热分解动力学分析,求出该物质的热分解动力学参数,利用Coast-Redfen法研究该物质的热分解机理.结果表明:Kissinger法所求得的活化能为344.48 kJ/mol,指前因子lnA为66.02;Flynn-Wall-Ozawa法所求得的活化能为337.61 kJ/mol.TDDB的热分解的动力学方程为g(α)=α2.反应级数n=2.     

DCPD/苯乙烯共聚树脂的热分析研究

采用差示扫描量热(DSC)法和热重(TG)分析法考察了双环戊二烯(DCPD)/苯乙烯(St)共聚树脂在N2中的热分解过程,并根据Friedman法(多加热速率法)和Kissinger法(代替高解析法)计算出热分解反应的动力学参数。在动力学研究的基础上,对DCPD/St共聚树脂使用寿命进行了预测。结果表明:DCPD/St共聚树脂的热分解反应过程大致可分为前期(失重率≤20%)、中期(失重率为30%～80%)和后期(失重率≥90%)3个阶段,前期和中期反应可以认为是1级反应,中期反应的平均活化能为150.43 kJ/mol;热分解温度随着升温速率的增加而提高,热分解反应活化能随着失重率的增加而增大;当温度低于200℃时,DCPD/St共聚树脂具有较好的热稳定性。     

神华煤热解特性与非等温动力学研究

利用热重分析法对神华煤热分解特性进行了研究,探讨了升温速率对煤热解失重过程的影响。热重分析表明,神华煤最适宜的液化温度为340℃～531℃。采用Flynn-Wall-Ozawa法对热解动力学参数进行求解,并结合Satava-Sestak法对神华煤热解机理进行推测,结果表明,神华煤热解过程为三维扩散机理,整个热解反应活化能分布区间为124.8kJ/mol～217.1kJ/mol。在热解温度范围内,神华煤热解的表观活化能随着反应深度的增加而降低。     

低密度聚乙烯/超细煤粉复合材料的热反应性研究

选用神府主焦煤(SFC)作为原煤,通过行星球磨机制备超细煤粉,用氯化铁(FeCl3.6H2O)过渡金属盐对超细样品进行机械力化学固相改性,制备出活性煤粉,以不同配比与低密度聚乙烯(PE-LD)共混制备复合材料。利用差示扫描量热仪等分析测试手段,探讨了SFC、PE-LD以及PE-LD/SFC复合材料的热解反应性和热解动力学。结果表明,Kissiger法和Flynn-Wall-Ozawa法在热分析动力学允许的范围内,计算结果具有一致性;SFC在340～380℃时活化能为113kJ/mol,520～550℃时热解活化能为149kJ/mol;添加10%(质量分数,下同)和20%铁改性SFC的PE-LD/SFC复合材料,在低温区(120～135℃)的热解活化能分别为182.87、250.62kJ/mol;铁改性SFC含量为10%时,煤与PE-LD的反应性较好,两组分之间存在一定协同作用。     

芳纶Ⅱ与芳纶Ⅲ的热分解行为比较

利用热重分析研究了芳纶Ⅱ(Kevlar49)和芳纶Ⅲ(FanglunⅢ)在不同升温速率和氮气气氛下的热分解过程,用Kissinger方法、Flynn-Wall-Ozawa方法和Coats-Redfern方法研究了芳纶Ⅱ和芳纶Ⅲ的热分解动力学及热降解机理。结果表明:聚酰胺苯并咪唑嵌段使芳纶Ⅲ的热分解温度较芳纶Ⅱ稍有降低,但残炭率升高;芳纶Ⅱ和芳纶Ⅲ的起始热分解温度随升温速率加快而升高;芳纶II的热分解活化能(E)比芳纶Ⅲ稍高,用Kissinger方法、Flynn-Wall-Ozawa方法求得芳纶Ⅱ的E值分别为210.93,200.96 kJ/mol,芳纶Ⅲ的E值分别为208.35,196.98 kJ/mol,两种芳纶的固态热分解机理都为相边界反应,一维收缩,反应级数为1。     

聚丙烯／纳米碳管复合材料热降解动力学研究

以TGA为手段,进行了聚丙烯／纳米碳管复合材料的热降解动力学研究,采用了Kissinger和Vlynn—Wall—Ozawa两种方法计算了复合材料降解反应活化能。TG及DTG结果表明：降解一阶段完成。在5℃／min、10℃／min、20℃／min、40％／min升温速率下,最大热失重速率温度分别为441℃、452℃、477、486℃。随着加热速率的增加,热解温度向高温处横向位移。采用Kissingger法计算获得的活化能为36．298kJ／mol,采用Flynn—Wall—Ozawa法获得的活化能为215．95kJ／mol,均大于纯聚丙烯的活化能,纳米碳管的引入使材料的降解变得困难,热稳定性提高。     

热降解动力学方法研究ABS的降解机理

在空气气氛下,采用热重分析(TGA)研究了不同升温速率下丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）的热降解过程,分别使用Flynn-Wall-Ozawa法和Kissinger法对降解过程进行动力学分析。结果表明,ABS降解包含2个阶段,350~450 ℃之间发生降解反应,同时伴有交联反应,降解活化能（Ea）在200 kJ/mol左右,转化率在80 %~90 %时发生炭化反应,Ea提高到262.81 kJ/mol;500~600 ℃之间是残炭的氧化,Ea降低到130 kJ/mol左右,炭层稳定性较差。ABS的降解过程反应级数为0.946,降解受到随机成核与生长机理控制,降解在ABS基体内进行,而不是表面,所以降解气体燃烧不完全,易产生黑烟和熔融滴落。     

Thermal degradation behavior and kinetics of porous polymer based on high functionality components

Two kinds of porous polymer were prepared based on high functionality components. Thermogravimetric analysis (TGA) is used to compare the thermal degradation behavior and kinetics of these two materials. The thermogravimetric tests of rigid polyurethane foam (H-RPUF) and polyurea aerogel (H-PUA) were carried out in nitrogen atmosphere at different heating rates. The thermal degradation characteristics of the porous polymer were obtained. The apparent activation energy (E_a) of thermal degradation of the porous polymer was investigated by model-free methods. The results showed that the thermal degradation temperature and ash content of H-RPUF were higher than those of H-PUA, and the volatile content was lower. With the rise of heating rate, thermal hysteresis effect of the two porous polymer was relatively high, while the release amount of volatiles was unchanged. For the Kissinger method, E_a of H-PUA and H-RPUF was 212.8 kJ mol⁻¹ and 157.4 kJ mol⁻¹, respectively. According to Starink method, the average activation energy of H-PUA and H-RPUF was 220.2 kJ mol⁻¹ and 107.2 kJ mol⁻¹, respectively. Obtained by Flynn-Wall-Ozawa model, the average activation energy of H-PUA and H-RPUF was 219.0 kJ mol⁻¹ and 111.5 kJ mol⁻¹, respectively. The data obtained from the three models all show that E_a of thermal degradation of H-PUA is higher than that of H-RPUF, and it is less likely to decompose.     

二甲基苯基硅氧基封端聚(二甲基-甲基苯基)硅氧烷共聚物的热分解性能及动力学研究

以1,1,3,3-四甲基二苯基二硅氧烷为封端剂,八甲基环四硅氧烷与甲基苯基环硅氧烷混合物为共聚单体,在阴离子催化剂作用下合成了二甲基苯基硅氧基封端的聚(二甲基-甲基苯基)硅氧烷共聚物。采用非等温TG技术,在惰性气氛和5.0、10.0、15.0和40.0 K min 1线性升温速率条件下,考察了共聚物非等温热降解机理及反应动力学,采用Friedman-Reich-Levi、Flynn-Wall-Ozawa和Kissinger等方法对非等温动力学数据进行分析,所得平均表观活化能分别为113.64、115.69和145.80 kJ mol 1。采用等转化率法确定出共聚物热分解反应符合Avrami-Erofeev方程,反应机理为随机成核和随后生长。采用Crane和Doyle方法研究了不同升温速率对反应级数、活化能和指前因子的影响,结果表明降解反应为一级反应,反应活化能介于152.46~183.13 kJ mol 1之间,指前因子介于4.25×109~4.02×109s 1。同时采用等温TG技术得到失重5%和10%条件下的寿命方程,对共聚物的寿命进行了预测。     

典型垃圾材料的热分解动力学

对垃圾材料的热分解动力学研究目的在于研究垃圾材料的热解特性,文中对典型垃圾材料聚氯乙烯(PVC)和纸进行热分解动力学研究.用综合热分析仪分别测试PVC及纸在升温速率为10,15,20,30 K/min时的TG-DSC曲线,获取PVC和纸在最大质量损失速率时的温度Tmax及其他动力学参数.然后用Kissinger法和Fl...     

草酸偏二甲肼热分解性能研究

基于草酸偏二甲肼在核燃料后处理Purex流程污溶剂的洗涤及在双子表面活性剂合成中的应用,采用TG/DTG、DSC及热红联用技术对草酸偏二甲肼的热分解性能进行了研究.热分析结果表明,草酸偏二甲肼热分解主要发生在180.4～217.6℃之间,峰值温度约为199.2℃,分解过程为吸热反应.利用Kissinger法研究了草酸偏...     

TATB的热分解及其在[Emim]Ac/DMSO溶剂中的热爆炸特性

用DSC-TG研究了TATB的热分解过程。根据升温速率分别为5、10、15、20K/min的DSC和TG-DTG曲线计算了分解反应的活化能(E)、指前因子(A)和120℃时的速率常数(k120),并计算了升温速率为5K/min时,TATB分解峰值温度时的分解反应活化焓、活化熵和活化自由能,用小容量测试法研究了TATB在1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐/二甲基亚砜([Emim]Ac/DMSO)溶剂中的热爆炸特性。结果表明,采用Kissinger法和Ozawa法计算得到TATB分解反应的活化能分别为212.1和212.0kJ/mol,采用Rogers公式和Arrhenius公式计算得到A和k120值分别为5.87×1016s-1和3.87×10-12s-1;升温速率为5K/min条件下,TATB分解峰值温度时的分解反应活化焓、活化熵和活化自由能分别为206kJ/mol、61.42J/(K·mol)和167.39kJ/mol,TATB粉末的临界爆炸温度为336.6℃;TATB在[Emim]Ac/DMSO溶剂中不爆炸。