柚皮粉热解特性及动力学分析

采用热重分析仪对柚皮粉在氮气气氛下的热解特性进行试验研究,考察了不同升温速率(10、20、30、40和50℃/min)下柚皮粉的热重(TG)曲线和微商热重(DTG)曲线。采用不同方法对实验数据进行回归拟合,探讨了柚皮粉热解机理,并求出反应动力学活化能和频率因子。     

玻璃纤维/环氧树脂复合材料热解特性研究

采用热重-差热分析仪研究玻璃纤维/环氧树脂复合材料在空气及氮气氛围下不同升温速率的热解特性规律。结果表明,在空气气氛下,热解分为两个阶段;氮气气氛下,热解只存在一个热分解阶段,与空气气氛相比热解初始分解温度较高,热解温度范围变窄,失重速率明显变大。在两种气氛下,玻璃纤维均不参与热解。随着升温速率的增加,热解反应各阶段的起始温度、终止温度、最大失重速率温度均向高温方向移动,热解温度范围大小都基本保持不变。氮气气氛下使用Kissinger法、FWO法和Starink法计算出玻璃纤维环氧树脂的平均表观活化能分别为106.42、123.09和119.48kJ/mol。复合材料活化能随转化率的增加而升高,表观活化能保持在一定数值范围内且数值相近,热解反应比较稳定,具有较低A值,表明其具有较强的热稳定性。     

主链含苯基均三嗪联苯型聚芳醚的热稳定性

利用热重分析(TG、DTG)研究了主链含苯基均三嗪联苯型聚芳醚在不同气氛和升温速率时的热降解动力学。比较了升温速率和气体气氛对热降解行为的影响,结果表明,该聚合物具有优异的耐热性和耐热氧化稳定性。用Flynn-Wall-Ozawa,Freeman-carroll等方法进行了动力学处理,计算得热降解反应活化能分别为291.19kJ/mol,286.83kJ/mol,与Kissinger法计算活化能值283.25kJ/mol非常接近。结合Coats-Redfern方法,推测出聚合物在氮气气氛中的热分解机理为F2机理,其机理函数积分式为g(α)=1/(1-α)。     

PAN纤维在惰性气氛中的热行为研究

聚丙烯腈(PAN)纤维在惰性气氛中的热行为主要包括3个反应:热致收缩反应、环化反应和热解反应。通过差示扫描量热仪和热重分析仪研究了PAN纤维在惰性气氛中的热行为。结果表明,热致收缩和热解反应并无明显的吸放热现象,而环化反应放热剧烈且短促。环化反应过程中存在明显的传热过程,环化反应速率达到最大值时,温度随着升温速率的提高而上升。热解反应使得可发生环化反应的原料总量下降,且随着升温速率的提高,反应放热量下降。分别采用Ozawa法与Kissinger法计算了环化反应的表观活化能,并建立了修正后的动力学模型。该模型可以有效地描述不同升温速率条件下的反应过程。     

典型碳纤维编织布的热解动力学

使用DTG-60(AH)热重-差热同步分析仪研究了升温速率对典型碳纤维编织布(T300-3000)热解特性的影响。结果表明,升温速率对典型碳纤维编织布的热解过程有显著的影响。随着升温速率的提高最大失重速率温度向高温方向移动,两峰之间的距离逐渐增大,峰面积不断增加。碳纤维编织布的热解分可为三个阶段:环氧树脂基两个分解阶段和碳纤维分解阶段。用Kissinger法和Flynn-Wall-Ozawa法进行热解动力学分析,得到了不同升温速率条件下的表观活化能和表观指前因子。用两种计算方法得到的结果基本上一致,加入环氧树脂基材的碳纤维编织布在一定质量损失范围内的热稳定性较强且可控。     

高速列车车厢用减振降噪材料的热解及燃烧特性研究

使用热重-差热分析仪研究氮气气氛中、不同升温速率下高速列车车厢用减振降噪的红磷阻燃丁基橡胶(RP/IIR)复合材料和氢氧化铝阻燃丁基橡胶(ATH/IIR)复合材料的热解特性，采用Kissinger法获得热解动力学参数；使用锥形量热仪研究不同热辐射强度下两种材料的燃烧特性，采用轰燃倾向指数、放热指数和发烟指数评价潜在火灾危险性。结果表明：两种材料的热解反应均为3个阶段，ATH/IIR复合材料的初始分解温度、终止分解温度、最大失重速率温度、残余量、平均表观活化能均高于RP/IIR复合材料的相应值，而质量损失率、热释放速率、产烟速率均小于RP/IIR复合材料的相应值，3个评价指数也一致较低。综合对比，ATH/IIR复合材料具有更好的热稳定性和更小的潜在火灾危险性。     

磺化聚芳醚酮砜中磺酸基团的降解动力学

采用不同升温速率,对作为质子交换膜材料使用的磺化聚芳醚酮砜(sPAEKS,磺化度为0.8)共聚物在不同气氛中进行了热重分析.研究表明,SPAEKS在空气中更容易完成高分子主链的完全断裂.分别用Kissinger和FIynn-Wall-Ozawa方法对SPAEKS中磺酸基团进行了降解动力学研究,得到其活化能E、指前因子A...     

碳化钨粉末注射成形一步热脱脂的脱脂动力学

采用热重分析法测定了在氮气气氛中5℃/min、10℃/min、15℃/min和20℃/min不同升温速率下的石蜡、保形聚合物(PP与HDPE的混合物)、石蜡/保形聚合物和碳化钨(WC-10%Ni)粉末注射成形专用料的热解过程,采用Kissinger法和Flynn-Wall-OZAWA法对4种专用料的热分解动力学进行分析,并用Coats-Redfern研究反应级数。结果表明,用Kissinger法分析不能很好地反映混合物的复杂的热解过程,不能支持碳化钨粉末注射成形一步热脱脂的工艺制定。用Flynn-Wall-OZAWA法分析,石蜡的热分解活化能在59~72 k J/mol,保形聚合物的热分解活化能在143~252 k J/mol,石蜡/保形聚合物的热分解活化能在60~240 k J/mol和WC-10%Ni的专用料的热分解活化能在93~220 k J/mol。用CoatsRedfern法分析,石蜡与保形聚合物的热解可用一级反应来描述,而石蜡/保形聚合物与WC-10%Ni的专用料的热解则适用3个连续一级反应来描述。     

碳化钨粉末注射成形一步热脱脂的脱脂动力学EI北大核心CSCD

采用热重分析法测定了在氮气气氛中5℃/min、10℃/min、15℃/min和20℃/min不同升温速率下的石蜡、保形聚合物(PP与HDPE的混合物)、石蜡/保形聚合物和碳化钨(WC-10%Ni)粉末注射成形专用料的热解过程,采用Kissinger法和Flynn-Wall-OZAWA法对4种专用料的热分解动力学进行分析,并用Coats-Redfern研究反应级数。结果表明,用Kissinger法分析不能很好地反映混合物的复杂的热解过程,不能支持碳化钨粉末注射成形一步热脱脂的工艺制定。用Flynn-Wall-OZAWA法分析,石蜡的热分解活化能在59~72 k J/mol,保形聚合物的热分解活化能在143~252 k J/mol,石蜡/保形聚合物的热分解活化能在60~240 k J/mol和WC-10%Ni的专用料的热分解活化能在93~220 k J/mol。用CoatsRedfern法分析,石蜡与保形聚合物的热解可用一级反应来描述,而石蜡/保形聚合物与WC-10%Ni的专用料的热解则适用3个连续一级反应来描述。     

煤沥青粉填充氯醋/聚氨酯复合材料的热特性

采用差示扫描量热分析(DSC)、热重分析(TG)研究了煤沥青粉填充氯醋/聚氨酯复合材料的玻璃化转变温度、粘流温度及热分解特性,在氮气氛下以不同升温速率讨论并计算得热解动力学相关参数及热解速率经验方程式。结果表明,煤沥青粉填充氯醋/聚氨酯弹性体复合材料的玻璃化温度为-46℃,粘流温度为145℃,其耐热特性与氯醋/聚氨酯材料基本一致。该复合材料热降解分两阶段,活化能E为(97.9±1.1)kJ/mol(、229.8±3.9)kJ/mol,反应级数n为1.2和0.9。     

含磷腈环氧树脂阻燃和热解动力学

采用热重(TG)和微商热重(DTG)实验分析技术,分别对自制的六-对氨基苯氧基环三磷腈(PNH)和4,4’-二氨基二苯甲烷(DMA)为E51型环氧树脂的固化剂,研究了在氮气和空气氛围中2种环氧树脂的阻燃特性和热解动力学;运用Achar法和Coats-Redfern法建立了二者的热裂解动力学模型,得到了2种体系的动力学表观活化能和指前因子。研究表明,与不含磷环氧树脂相比,磷腈固化的环氧树脂更易发生热裂解,而在高温阶段却明显具有阻燃特性;磷腈固化的环氧树脂裂解后期残炭量较高,其活化能与其阻燃机理有关:即表观活化能越大阻燃性越强。     

热分析法研究固体热分解动力学处理方法的比较

用热重、微分热重及差热分析研究了聚苯乙烯（Ｍｎ＝２．９８×１０~３）在不同升温速率及氮气气氛下的热分解动力学。由热重实验曲线计算聚苯乙烯热分解表观活化能，并对各种热分析处理动力学数据的方法进行了比较。结果表明，用Ｃａｒｒｏｌｌ－Ｍａｎｃｈｅ方法处理的结果比较可靠，与文献值接近，同时这种方法还提供了聚苯乙烯分解活化能随反应程度而变化的信息。     

非线性等转化率法研究聚苯乙烯热解反应活化能与转化率的关系

首次采用非线性等转化率法研究了聚苯乙烯在氮气中不同升温速率下的非等温热重曲线,通过程序拟合得到了热解过程中活化能Eα与转化率α的关系.实验结果显示,在氮气中聚苯乙烯存在一个失重阶段,起始热解温度随升温速率的增大而升高.动力学拟合结果显示,热解初始阶段的活化能值较低,约为80 kJ/mol,主要对应于聚合物链中弱键的任意断裂反应,其反应速度很快;随着反应的进行,活化能Eα逐渐增大,当α0.3后趋于平缓,此阶段Eα的平均值约为145 kJ/mol,反应主要为聚合物链本身的断裂、解聚;当α0.9时,Eα值迅速减小,反应以链终止反应为主.     

磷腈阻燃环氧树脂的制备及热分解动力学研究

以六氯环三磷腈(HCCP)和对羟基苯甲醛为原料,一步法合成了六(4-醛基苯氧基)环三磷腈(HAPCP)。然后以HAPCP为阻燃剂,将其添加到环氧树脂(EP)中制备阻燃环氧树脂(FR/EP)。最后,通过热重法(TG)和微商热重法(DTG),研究了EP和FR/EP在氮气气氛下的热分解动力学行为,运用Flynn-WallOzawa(FWO)法和Kissinger法求出EP和FR/EP的热分解反应的活化能E和指前因子A,采用Coast-Redfern法确定了热分解动力学机理函数g(α)和反应级数n。实验结果表明,相同升温速率下,FR/EP的热分解反应的活化能比EP的低,其活化能和指前因子分别为Ek(FR/EP)=1.34×105 J/mol,EO(FR/EP)=1.38×105 J/mol,A(FR-EP)=1.4×1010 min-1,FR/EP的热分解动力学方程为g(α)=1-(1-α)3,反应级数n=3。     

聚苯基三苯乙炔基硅烷树脂的非等温热分解过程研究

借助TG-DTG技术研究了聚苯基三苯乙炔基硅烷树脂(PPTPES)在氮气气氛中不同升温速率下的热分解行为,利用模型拟合法和非模型拟合法求出了聚苯基三苯乙炔基硅烷树脂热分解反应动力学三因子及分解机理函数。计算结果表明,7种分析方法得到的PPTPES的平均热分解活化能为E=252.76kJ/mol,指前因子lgA=13.93,反应级数n=3,机理函数微分式为1f(α)=(1-a)[-ln(1-a)]-23积分式为g(α)=[-ln(1-α)]3反应遵循随机成核和随后生长机理。     

几种光敏推进剂的热分解动力学及气相产物研究

通过热重差热分析法（TG-DTA）测定了不同配方的光敏推进剂的热分解过程,分别获得了不同升温速率下的峰温。根据Kissinger方程,计算了光敏推进剂的表观活化能和指前因子,并分析了不同配方的区别。通过质谱联用分析技术测定了热分解过程的气相产物种类,并使用NASA-CEA计算了不同配方绝热燃烧后的气相产物的质量分数。结果表明,纳米碳粉和酚醛树脂的添加稀释了样品的纯度,使不同配方的表观活化能和指前因子存在差异,热分解升温速率会影响反应平衡程度,升温速率提高,对反应热的释放或吸收起到阻碍作用,光敏推进剂热分解后的70%(质量分数)气相产物为氮气。光敏推进剂的激光点火试验表明:硝酸铵（AN）作为氧化剂的效果最好。     

D,L-聚乳酸热降解动力学研究

通过热重分析研究了D,L-聚乳酸(PDLLA)在N2气氛中,不同升温速率条件下的热降解过程及其动力学行为.结果表明,PDLLA的主热降解过程为一级反应,当温度超过250℃时即发生明显降解,同时分别利用Ozawa-Flynn-Wall、Friedman和Freeman-Carroll方法对其动力学参数进行了测定,得到PDLLA的热降解活化能值为97.78kJ/mol.     

玻璃纤维/环氧树脂泡沫夹层板的热解动力学

使用DTG-60(AH)热重分析仪分析了玻璃纤维/环氧树脂泡沫夹层板在不同升温速率和不同氧含量条件下的热分解特性。结果表明,在空气中玻璃纤维/环氧树脂泡沫夹层板的热分解反应可分为三个阶段。随着升温速率的提高,热分解反应的初始反应温度、终止反应温度以及最大质量损失速率温度均向高温方向移动。氧含量的降低对热分解的第三阶段有较大的影响。采用Flynn-Wall-Ozawa法和Starink法进行热解动力学分析,得到玻璃纤维/环氧树脂泡沫夹层板的表观活化能。     

真空吸气剂吸氢后样品的热解动力学及热重分析

采用热重分析方法,以氮气为载气,对真空吸气剂吸氢后的样品进行了热解实验。含100%PdO的吸气剂吸氢后的热解分为PdO脱氢、Pd脱氢和PdO分解三个区域,对应的温度区间分别为202~284℃,593~780℃和800~900℃。PdO吸氢是物理吸附,Pd吸氢既有物理吸附也有化学吸附。热重分析的升温速率设定为20℃/min。Ag2O分解与样品脱氢存在明显的协同作用,主要体现在593~780℃的热解区间。吸氢后样品的热解动力学采用3个一级反应来描述。在不同的升温速率和PdO含量的情况下,活化能和频率因子之间存在"动力学补偿效应",其反应性能得到了很大的提高。在常压下,随着吸气剂中Ag2O含量的增加,其活化所需的最高温度明显下降。     

包装废塑料热解特性实验研究

采用DTG-60/60H差热-热重分析仪,对4种典型的单组分塑料即高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)进行了热重/微商热重(TG/DTG)分析,得到了4种废塑料在氮气环境下从室温升温至550℃,不同升温速率条件下的热解规律,为进一步研发废塑料热解装置和探索热解工艺提供了参考数据.