超临界甲苯中聚苯乙烯的降解研究

随着塑料使用量的大增,废旧塑料如聚苯乙烯的回收利用问题已经引起广泛关注。苯类物质是聚苯乙烯的优良溶剂,在超临界条件下其优异的传质、传热性能使聚苯乙烯快速降解。在高压反应釜中,反应温度350~390℃下以甲苯为超临界溶剂考察了聚苯乙烯(PS)的降解特性,分析了温度、原料配比和催化剂对聚苯乙烯降解过程的影响,结果表明温度对降解过程影响最大,是影响苯乙烯收率的最主要的因素,反应温度达到360℃时聚苯乙烯几乎完全降解。     

聚苯乙烯在空气中热降解的化学动力学研究

研究了聚苯乙烯在空气中的热降解化学动力学机理。实验结果显示,聚苯乙烯在空气中热降解存在两个失重阶段:第一阶段,温度范围从250.59℃开始至397.41℃,在此范围内,大约有85%的聚苯乙烯发生了分解;第二阶段为397.41～515.29℃,大约有15%的聚苯乙烯发生分解。动力学计算拟合结果表明,聚苯乙烯的主要失重阶段(第一阶段)的热解符合二级化学反应方程,其平均表观活化能Ea值为166.19kJ/mol,lnA值为32.15。     

聚氨酯的制备及热性能研究

采用聚丙二醇(PPG)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、1,4-丁二醇(BDO)为原料,二羟甲基丙酸(DMPA)为交联单体,通过自乳化法制备水性聚氨酯乳液,并通过红外光谱对其进行结构表征。热重分析结果表明,在升温速率为10℃/min时,聚氨酯开始降解温度为315℃,最快降解温度为415℃。经过kissinger方程计算,聚氨酯的降解活化能为140.84 kJ/mol。     

聚苯乙烯在超临界甲苯中的可视降解及动力学

采用微型可视反应器考察了在超临界甲苯中聚苯乙烯降解的相变过程. 随温度升高聚苯乙烯在甲苯中迅速溶解,体系在略高于甲苯临界点处气液两相界面消失,且伴随着临界乳光现象,随后反应体系呈均相. 考察了聚苯乙烯超临界降解和热降解的反应特性,结果表明,聚苯乙烯超临界降解转化率明显高于热降解转化率;聚苯乙烯超临界降解初期分子量迅速降低的同时转化率也快速上升,而聚苯乙烯热降解初期分子量迅速降低过程中转化率很低. 由于聚苯乙烯在超临界甲苯中降解是均相反应,显著降低了反应体系的密度和粘度,改善了传递效果,因此超临界降解速率明显提高. 聚苯乙烯降解反应为一级反应,在温度为330~370℃时热降解活化能为186.1 kJ/mol,超临界体系改善了降解环境,活化能明显降低,为143.5 kJ/mol.     

用于SLS的表面Tg可控PS球形颗粒的制备

以外形不规则的聚苯乙烯粉末颗粒为原料,通过诱导成球法制备了聚苯乙烯(PS)微球。其粒径16.5μm,可供选择性激光烧结使用。再以上述聚苯乙烯(PS)微球为原料,通过丙烯酸乙酯与微球中残存的苯乙烯共聚,得到表面玻璃化温度(Tg)可控的聚苯乙烯微球。实验结果表明,以质量分数0.08%的过硫酸铵为引发剂,反应温度80℃,丙烯酸乙酯与苯乙烯体积比9:10,当共聚反应时间为3 h时,产物的玻璃化温度可降至最低值74.8℃。     

PMMA、PS和SAN的热稳定性比较研究

通过热重分析对聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚苯乙烯(PS)和苯乙烯一丙烯腈共聚物(SAN)在空气气氛中的非等温和恒温热稳定性进行了比较,用 Flynn-Wall-Ozawa 方程求得其不同质量保留率时的热降解反应表观活化能。结果表明,在非等温热降解实验中,SAN 的热分解起始温度为307℃,热稳定性最好;PS 的热分解起始温度为264℃,热稳定最差;PMMA 的热分解起始温度为282℃,热稳定性居中。通过恒温热分解实验发现,SAN 的适宜脱挥温度为275℃,PMMA 的适宜脱挥温度为230℃,PS 的适宜脱挥温度为210℃。求解的热分解表观活化能表明,SAN 和 PS 为减速型热分解反应,PMMA 为加速型热分解反应。     

聚苯乙烯超临界催化降解

以氧化钡为催化剂分别在超临界甲苯和正己烷的介质中考察了聚苯乙烯(PS)的降解过程,结果表明甲苯的效果优于正己烷.在超临界甲苯介质中考察了反应温度和原料配比对聚苯乙烯转化率、苯乙烯收率和产物分布的影响,并确定了聚苯乙烯在超临界甲苯中催化降解的适宜工艺条件为:反应温度340℃,反应时间30 min,甲苯和PS质量比为15.0.     

磺化聚苯乙烯的制备及其催化性能的研究

以聚苯乙烯(PS)微球为载体,浓硫酸为磺化剂,制备磺化聚苯乙烯微球,并通过SEM、FTIR、XRD等方法对样品进行表征。结果表明,在磺化时间5 h,磺化温度50℃,固液比为1∶10的条件下,固体酸的酸量为0.750 mmol/g,酯化效果最佳。通过优化酯化条件,在反应醇酸比2∶1、温度为70℃、反应时间5 h的条件下,催化剂用量为乙酸质量的7%时,所得到的酯化率最高为69%。     

磺化聚苯乙烯的制备及其催化性能的研究

以聚苯乙烯(PS)微球为载体,浓硫酸为磺化剂,制备磺化聚苯乙烯微球,并通过SEM、FTIR、XRD等方法对样品进行表征。结果表明,在磺化时间5 h,磺化温度50℃,固液比为1∶10的条件下,固体酸的酸量为0.750 mmol/g,酯化效果最佳。通过优化酯化条件,在反应醇酸比2∶1、温度为70℃、反应时间5 h的条件下,催化剂用量为乙酸质量的7%时,所得到的酯化率最高为69%。     

导弹密封圈用硅橡胶热降解动力学研究

采用热失重法(TG)及微分热失重法(DTG)考察了随弹自然贮存10年的6101甲基乙烯基硅橡胶混炼胶O型密封圈材料的热稳定性,通过微分与积分的动力学方法算得6101混炼胶的热降解活化能,并采用Crane法对其反应级数进行了分析计算。结果表明,N_2气氛下,6101混炼胶热降解过程分两步进行。升温速度为5℃/min时,6101混炼胶的起始降解温度为445.7℃,最大降解速率时的温度为619.8℃。其热降解活化能约为237.9 kJ/mol,反应级数为1.05级,反应主要受随机成核与生长机理控制。