聚对苯二甲酸丁二醇酯的热分解动力学研究

通过热重分析(TGA)法研究了聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)在氮气气氛中不同升温速率下的热分解过程,采用不同的动力学数据处理方法研究了PBT的热分解机理。结果表明:采用Kissinger法、FlynnWall-Ozawa法和Friedman法计算PBT的热分解反应活化能分别为179.93,175.83,161.07 kJ/mol,平均值为172.28 kJ/mol,与Coast-Redfern法计算的活化能180.41 kJ/mol接近,取PBT热分解反应活化能为180.41kJ/mol,计算得指前因子为2.68×10~(10)s~(-1);采用Coast-Redfern法和Criado法研究了PBT的固相热分解反应机理,认为PBT的热分解机理属于相边界控制的收缩圆柱体反应机理,反应级数为0.5。     

耐热改性剂的热降解动力学研究

以热失重法研究甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)共聚物耐热改性剂的热降解动力学。采用Kissinger、FWO和Friedman三种不同的方法对其热稳定性进行了探究。结果表明:Kissinger法得到的CHGS降解活化能(E_a)为224.511 kJ/mol,表观指前因子(A)为2.558×10~(13);FWO法及Friedman法计算结果基本一致,E_a为221.461 3 kJ/mol,反应级数n为1.110 7。     

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。     

聚丙烯/纳米金刚石复合材料热降解动力学研究

用熔融共混法制备了纳米金刚石（Nano-diamond）/聚丙烯复合材料,利用热重分析（TGA）法研究了复合材料的热降解动力学,并采用Flynn-Wall-Ozawa,Friedman和Kissinger三种方法计算了共混物的热降解反应活化能(Ea)。结果表明,复合材料呈现单一阶段的降解过程,Nano-diamond有助于提高材料的热稳定性。复合材料的热稳定性随Nano-diamond含量的增加先增大后减小,当其含量为3%时,复合材料的热稳定性最好,热降解反应的Ea提高了5-30 kJ/mol。     

邻甲酚醛环氧树脂与4,4’-二氨基二苯甲烷固化反应研究

以4,4'二氨基二苯甲烷作为固化剂对邻甲酚醛环氧树脂进行固化反应研究,使用差示扫描量热法对固化热力学研究,通过Kissinger法测得固化反应表观活化能Ea为52.70kJ/mol,用Flynn-Wall-Ozawa测得非等温固化反应活化能为56.929kJ/mol。此外,用傅里叶变换红外光谱对固化反应历程进行了探讨,用热分析法对固化树脂的热分解动力学进行研究,固化产物在动态N2气氛下热降解机理为一级反应模式。     

半芳香聚酰胺热降解性能和非等温结晶动力学研究

在 N2气氛下,用热重分析法研究了半芳香聚酰胺的热降解行为和热降解动力学。并用经 Jeziorny 修正的Arami 方程对其非等温结晶动力学进行了研究。结果表明：半芳香聚酰胺的热降解过程为一步反应,用 Kissinger 方法和Flynn-Wall-Ozawa 方法求得半芳香聚酰胺的热分解活化能分别为258．37 kJ /mol 和227．41 kJ /mol;在非等温条件下,半芳香聚酰胺结晶时可能以片晶形式生长,随着降温速率增大,转变成三维球晶生长。     

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。     

阻燃热塑性聚酯弹性体的热降解动力学研究

采用阻燃剂与单体共聚合成阻燃共聚热塑性聚酯弹性体(FR-TPEE),对FR-TPEE进行热失重分析,并采用Kissinger法,Flynn-Wall-Ozawa法和Coats-Redfern法对FR-TPEE热降解动力学进行研究。结果表明:FR-TPEE热降解过程分3个阶段,Kissinger法计算其活化能偏小,Flynn-Wall-Ozawa法和Coats-Redfern方法不适用于处理FR-TPEE热降解第三阶段。Coats-Redfern方法得知FR-TPEE第一阶段的降解机理是相界面控制反应机理,第二阶段是一维扩散机理。     

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.     

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。     

尼龙612/6共聚物热降解动力学的研究

使用热重分析仪研究了尼龙612/6共聚物在氮气氛围中不同升温速率下的热降解动力学,结果表明:尼龙612/6共聚物在N_2中的热降解过程为一步反应,降解温度随升温速率的增大而线性升高。其特征热降解温度T_f~0=478.09℃、T_p~0=467.10℃、平衡降解温度T_0~0=445.17℃。通过Kissinger方程、Flynn-Wall-Ozawa方程求得热降解反应的活化能分别为238.86、225.46 kJ/mol;指前因子lnA=31.20;使用Coats-Redfern方程计算得出不同升温速率下平均热降解活化能为228.36 kJ/mol,指前因子lnA为28.65,其接近于R_2分解机理并证明了尼龙612/6的热降解过程为球形生长,相边界反应,减速型降解曲线。     

热塑性木薯淀粉/SiO_2复合材料的热降解动力学

通过熔融共混法制备热塑性木薯淀粉(TPS)/二氧化硅(SiO_2)复合材料,利用热失重分析(TG)方法研究TPS/SiO_2复合材料的热降解温度及热降解动力学。结果表明,随着升温速率增加或加入SiO_2后,TPS/SiO_2复合材料的热降解温度增加。利用Kissinger方法对TPS/SiO_2复合材料热降解动力学进行研究,发现未添加SiO_2时TPS热降解活化能为206.90 kJ/mol;当添加2份SiO_2时,TPS/SiO_2复合材料热降解活化能提高到223.41kJ/mol;添加亲水SiO_2后TPS/SiO_2复合材料的热降解活化能高于添加疏水SiO_2的。采用Flynn-Wall-Ozawa方法发现,随着SiO_2的加入,TPS/SiO_2复合材料的热降解活化能增加。     

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。     

多聚甲醛法硼酚醛树脂的热降解动力学

采用热分析技术(TG/DTG)研究了多聚甲醛法合成硼酚醛树脂的热降解性能,利用Friedman法和Flynn-Wall-Ozawa法对其热降解动力学进行了分析,计算出了不同条件下降解过程的活化能Ea。结果表明:树脂的热降解过程分为210～438℃,438～728℃,728～900℃3个阶段,当升温速率为10℃/min时,对应热失重率分别为4.256%,40.326%和23.717%,900℃下静态空气中质量残留31.442%。合成树脂的活化能在各升温速率下的平均值是29.91kJ/mol,反应级数n为2.837。     

环氧树脂/二烷基次膦酸锌阻燃体系热分解动力学研究

利用热重分析法,采用Flynn-Wall-Ozawa(FWO)法和Kissinger法计算出了甲基环己基次膦酸锌(Zn(MHP))、环氧树脂(EP)以及复合材料(EP/Zn(MHP))阻燃体系在氮气中的热分解活化能以及指前因子,在此基础上利用Coast-Redfern法选取不同的机理模型,确定了热降解动力学机理。研究结果表明:Kissinger法和FWO法所得到的活化能值相近,Zn(MHP)、EP/Zn(MHP)和EP平均热分解活化能依次减小。Zn(MHP)的加入,能增加EP的热稳定性以及热分解活化能。Coats-Redfern法推断EP,Zn(MHP)/EP具有相似的热分解机理,热分解符合函数g(a)=[-ln(1-a)]~(2/3),反应级数n=2/3,Zn(MHP)的热分解符合函数g(a)=-ln(1-a)机理,反应级数n=1。     

新型膨胀阻燃聚丙烯的热分解动力学研究

通过极限氧指数法 (LOI)和锥型量热仪(Cone)考察了膨胀阻燃聚丙烯体系(IFR/PP)的阻燃性能;利用热重分析法 (TG)研究了聚丙烯 (PP)及IFR/PP体系在不同升温速率下的热稳定性及热分解动力学,采用Kissinger及Flynn-Wall-Ozawa方法分析PP和IFR/PP的热分解表观活化能;利用Coast-Redfern方法确定了PP和 IFR/PP热分解动力学机理及其模型,得出了聚合物主降解阶段的非等温动力学方程,结果表明,IFR的添加提高了聚丙烯的阻燃性能,阻燃剂的提前分解降低了聚合物的热稳定性,PP和IFR/PP热分解反应均属于随机成核和随后增长反应,其机理函数为g(α)= -ln(1-α),反应级数n=1     

PPO改性线性酚醛树脂的热降解动力学研究

以聚苯醚(PPO)改性线性酚醛树脂.采用热重分析法研究了不同升温速率下PPO改性酚醛树脂的热降解过程,通过非模型拟合法中的Flynn-Wall-Ozawa法、Friedman法和Kissinger法计算了降解过程的热降解活化能.结果表明,该树脂的热降解活化能随转化率的提高呈现先升高后降低再升高的态势,转化率为10%时,...     

酪素-蒙脱土杂化物热降解行为研究

酪素加热溶解后与[CH3(CH2)15N(CH3)3] -蒙脱土插层物混合,得到酪素/蒙脱土纳米复合物。热重分析结果表明,复合物的热失重速率最大峰温度略高于纯酪素。分别采用Kissinger,Flynn-Wall-Ozawa和NETZSCH Thermokinetics2软件法求解酪素及其纳米复合材料的热降解活化能。三种方法得到的热分解活化能数值基本吻合,以三种方法的活化能平均值相比较,复合物的降解活化能(14.50 kJ/mol)与纯酪素(16.33 kJ/mol)相比并未升高而是略有降低,表明酪朊蛋白的热降解过程可能受到蒙脱土的催化作用。     

PP/POSS纳米复合材料热氧化稳定性

采用熔融物理共混和熔融反应共混两种方法制备了聚丙烯(PP)/八乙烯基笼型硅倍半氧烷(OV-POSS)纳米复合材料,并用热重分析对两种方法制备的复合材料热氧化稳定性进行分析和比较。结果表明,在OV-POSS含量同为2%(质量分数)时,物理共混复合材料的热氧化稳定性要优于反应共混复合材料,且物理共混复合材料的热氧化稳定性随着OV-POSS含量的增加而提高。为进一步评估OV-POSS对物理共混复合材料热氧化性能的影响,利用Kissinger法和Flynn-Wall-Ozawa方法从热氧化降解动力学的角度对复合材料表观活化能(E_a)进行了研究。研究表明,OV-POSS可以明显提高复合材料的E_a,含5%(质量分数)OV-POSS的物理共混复合材料的E_a为92.48 kJ/mol(Kissinger法)和97.53 kJ/mol(Flynn-Wall-Ozawa法),而纯PP的E_a仅为67.79 kJ/mol以及61.81 kJ/mol。