氢氧化锆非等温热分解动力学研究

利用TG-DTG-DSC技术研究了氢氧化锆非等温热分解过程,应用模型法和非模型法对热分解过程进行了动力学分析,建立了动力学函数,得到了氢氧化锆热分解反应机理。氢氧化锆在氮气中热分解的活化能E=71.26 kJ/mol,指前因子lgA=18.20,机理函数积分式g(α)=[-ln(1-α)]4,微分式f(α)=(1-α)[-ln(1-α)]-3/4,反应机理为随机成核和随后生长。     

乙烯基MQ硅树脂的热性能研究

利用1H-NMR和29Si-NMR表征以及热失重方法相结合研究了水玻璃法乙烯基MQ硅树脂的结构;利用TGA测试方法,研究了乙烯基MQ硅树脂的热分解稳定性,并利用Kissinger、Flynn-Wall-Ozawa和Coats-Redfern热分析方法求得乙烯基MQ硅树脂最大失重区的热分解动力学方程,其热分解动力学方程为:dα/dt=5.2×10~8(1-α)[-ln(1-α)]~(3/4)exp(-2.16×10~4/T)。     

2-巯基吡啶镉(Ⅱ)、汞(Ⅱ)配合物的热分解动力学研究

采用TG-DTG技术研究了2-巯基吡啶镉(Ⅱ)、汞(Ⅱ)配合物在氮气气氛中的热分解机理及非等温动力学。采用积分法(Coats-Refern方程,HM方程,MKN方程)和微分法(Achar方程)对非等温动力学数据进行了分析,得到了配合物第一步热分解反应的机理函数、动力学参数和热分解动力学方程。结果表明:其热分解过程属F2(化学反应)机理控制,非等温热分解的动力学方程为dα/dT=A/β.e-E/RT(1-α)2,其中镉(Ⅱ)配合物的表观活化能E=86.35 kJ/mol,指前因子A=4.72×107s-1;汞(Ⅱ)配合物的表观活化能E=189.67 kJ/mol,指前因子A=3.79×1018s-1。     

阻燃剂聚丙烯酸五溴苄基酯的热分解动力学

用热分析法研究了阻燃剂聚丙烯酸五溴苄基酯在空气和氮气气氛中的热分解动力学。该阻燃剂在空气气氛中为两步分解,在氮气气氛中为一步分解,利用Friedman法求出聚丙烯五溴苄基酯的第一步分解反应的活化能变化趋势,同时利用Satava-Sestak法研究了其热分解机理。结果表明,在0.10至0.90的转化率范围内,聚丙烯酸五溴苄基酯在空气气氛下的活化能为167.35kJ/mol,在氮气气氛下的活化能为171.94kJ/mol,热分解机理均为Avrami-Erofeev方程,随机成核和随后生长,反应级数分别为n=23和n=12。动力学方程分别为G(a)=[-ln(1-a)]23和G(a)=[-ln(1-a)]12。     

1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体的热分解动力学研究

利用非等温热重分析法(TG),研究了高纯氮气气氛下1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([bmim][BF4])的热分解动力学及机理函数。采用等转化率法和多元非线性回归法测定了[bmim][BF4]的热分解动力学。等转化率法表明[bmim][BF4]的活化能为E和指前因子logA分别为:198 kJ/mol和11.94 s-1。多元非线性回归法表明[bmim][BF4]的热分解机理模型函数为:n级自催化反应(Cn),反应级数为n=1.1426,所对应的机理模型函数为fα=1-α1.14261+1.0024α,指前因子logA和活化能E分别11.18 s-1和188 kJ/mol。另外,等转化率法和多元非线性回归法测得的活化能与量子化学计算法得到的活化能值均相吻合。     

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.     

聚酰胺12非等温热分解动力学研究

在不同升温速率下,利用热重分析法研究了聚酰胺12（PA12）在氮气氛围中的热分解动力学。运用Freeman Carroll、Kissinger、Ozawa、Achar和Coats Redfern方法计算和确定了PA12在氮气氛围中的热分解活化能和热分解机理及其模型。结果表明,在氮气氛围中,PA12的热分解活化能为246.5 kJ/mol,指前因子为1014.71;PA12热分解机理为收缩球体法则,机理方程的微分形式为f(α)=3(1-α)2/3,积分形式为G(α)=1-(1-α)1/3。     

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。     

FeS还原CaSO_4的热分解动力学研究

以热重(TG)分析为手段,研究了FeS还原CaSO_4在氮气气氛中的热分解动力学。利用KAS法、Ozawa法、KAS-迭代法和Ozawa-迭代法对其进行了动力学分析,求出了该反应的动力学参数,同时利用Coast-Redfern法研究了该反应的动力学机制函数。结果表明:N_2气氛下FeS还原CaSO_4的热分解机制符合相边界反应,其动力学方程为G(α)=1-(1-α)~(1/3),表观活化能为309.28 kJ/mol,表观指前因子为2.17×10~(11)s~(-1)。     

2-巯基吡啶汞(Ⅱ)的合成及热分解动力学

合成了以2-巯基吡啶为配体的汞(Ⅱ)配合物,通过元素分析、EDTA络合滴定分析和红外光谱对其进行了表征,同时采用TG-DTG技术研究了配合物的热分解机理及非等温动力学。结果表明:其配合物热分解过程经过二个阶段,第一步热分解属F2(化学反应)机理控制,非等温热分解的动力学方程为dα/dT=A/β.e-E/RT(1-α)2,表观活化能E=189.67 kJ/mol,指前因子A=3.79×1018/s。     

2,4,6-三氨基-3,5-二硝基吡啶-1-氧化物及其造型粉的热分解动力学

采用TG方法研究了2,4,6-三氨基-3,5-二硝基吡啶-1-氧化物(TNPyO)及其造型粉在升温速率分别为5、10、15、20 K/min的热分解过程,用非线性等转化率积分法(NL-INT)和Ozawa法计算了TNPyO及其造型粉的热分解动力学参数和机理函数.结果表明,TNPyO及其造型粉在231℃以下均具有良好的热安定性,热分解机理均属于n=1的随机成核和随后生长;TNPyO热分解的活化能、指前因子和机理函数分别为344.01 kJ/mol、3.796×1031和f(α)=(1-α),热分解动力学方程为:dα/dt=3.796×1031×(1-α)exp(-3.4401×104/T).     

柠檬酸铈的热分解机理及反应动力学

在程序升温条件下,用DSC、TG/DTG、固相原位反应池/FTIR联用技术,研究了柠檬酸铈的热行为、分解机理和常压非等温分解反应动力学参数,获得了相应的动力学方程.结果表明,柠檬酸铈的热分解反应存在1个脱水吸热阶段(Stage Ⅰ)和2个放热阶段(Stage Ⅱ和Ⅲ);主放热分解阶段(Stage Ⅱ)的表观活化能Ea和指前因子A分别为148.59kJ/mol和1011.64s-1;动力学方程可表示为:dα/dt=1011.81(1-α)[-ln(1-α)]1/3e-1.79×104/T;反应机理服从n=2/3的Avrami-Erofeev方程.由加热速率β→0的DSC曲线的初始温度(Te)和峰温(Tp)计算得柠檬酸铈的热爆炸临界温度值Tbc和Tbp分别为527.09K和542.71K.反应的△S≠、△H≠和△G≠分别为:16.82J·mol-1·K-1、163.11kJ/mol和158.74kJ/mol.     

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。     

苦味酸铋的合成、分解反应动力学及热安全性(英文)

合成了苦味酸铋配合物(Bi-PA),对其结构进行了表征,并用TG-DTG及DSC技术研究了化合物的热行为和分解反应动力学。结果表明,在TG曲线上出现一个最大的失重阶段,对应于DSC曲线上的最大放热峰。放热分解反应过程可以认为是化学反应,其机理方程的微分式为f(α)=3(1-α)[-ln(1-α)]2/3,动力学方程为dα/dt=1013.51(1-α)[-ln(1-α)]2/3e-1.96×104/T。反应阶段的活化熵(ΔS≠),活化焓(ΔH≠)及活化自由能(ΔG≠)分别为2.25J.mol-1.K-1,159.82kJ.mol-1及158.60kJ.mol-1。     

CL-20的催化热分解行为及非等温分解反应动力学

在程序升温条件下,用DSC、TG研究了CL-20、CL-20/PbCO3、CL-20/邻苯二甲酸铅(φ-Pb)和CL-20/2,4-二羟基苯甲酸铅(β-Pb)体系的热分解行为.采用6种微分、积分动力学分析方法计算了它们的热分解反应动力学参数.结果表明,CL-20、CL-20/φ-Pb、CL-20/β-Pb的热分解机理函数均为Avrami-Erofeev方程,其微分形式为f(α)=4(1-α)[-ln(1-α)]3/4,分解机理是随机成核和随后生长,n=1/4.     

多重扫描速率法的硫酸铵热分解动力学

硫酸铵的热分解能为已内酰胺的生产过程提供循环的氨和硫酸,研究其热分解动力学具有重要意义。采用热重分析技术(TGA)通过多重扫描速率法研究了硫酸铵在氮气气氛中的热分解动力学。首先通过对比硫酸铵和硫酸氢铵的热失重过程,证明硫酸氢铵是硫酸铵分解过程的中间产物;然后分别利用积分KAS法和微分Friedman法求解硫酸铵热分解反应的活化能;最后由Coats-Redfern法推导最概然机理函数。结果表明,硫酸铵的非等温热分解分为3阶段。第1阶段转化率区间为0～0.14,活化能E=96.47 kJ×mol~(-1),指前因子ln(A/min~(-1))=19.13,符合n=3收缩圆柱体相边界反应机理;第2阶段转化率区间为0.14～0.2,E=79.47 kJ×mol~(-1),ln(A/min~(-1))=13.79,符合n=3/2随机成核和随后生长机理;第3阶段转化率为0.2～1,E=98.30 kJ×mol~(-1),ln(A/min~(-1))=18.00,符合n=3收缩球体相边界机理。     

稀土镧氨基酸Schiff碱的合成及热分解动力学研究

合成了配合物[La(Glu-sal)(H2O)2Cl].2H2O,并通过化学分析、红外光谱、紫外光谱、摩尔电导和TG-DTA等对其进行了表征,运用Achar法和Coats-Redfern法,研究了配合物第3步、第4步热分解的动力学过程,第3步非等温动力学方程为dα/dt=Ae-E/RT3/2(1-α)2/3[1-(1-α)1/3]-1,其表观活化能E=216.4 kJ/mol,指前因子lnA=45.2 s-1;而第4步动力学方程为dα/dt=Ae-E/RT(1-α)2,其表观活化能E=289.8 kJ/mol,指前因子lnA=50.9 s-1。     

N,N'-乙撑双硬脂酰胺的热分解动力学研究

以TGA-DTA为手段,考察N,N'-乙撑双硬脂酰胺(EBS)在氮气气氛中的热分解行为和分解动力学。用Flynn-Wall-Ozawa、Kissinger和?atava-?esták法计算了EBS的热分解动力学参数,并推断了分解机理。结果表明,从519.15 K到723.15 K EBS热分解过程分为两个阶段。两个阶段的表观活化能分别为78.41和88.38 k J×mol~(-1),指前因子分别为2.188×10~8和7.586×10~8 min~(-1),热分解机理函数的积分式分别为g(α)=1-(1-α)2和g(α)=α。为进一步开发与利用EBS提供基础数据。     

5,5′-联四唑-1,1′-二氧二羟胺的热分解动力学

在线性升温速率2.0、5.0、10.0和20.0K/min的条件下,采用热重-差热分析法(TG-DTA)测试5,5′-联四唑-1,1′-二氧二羟胺(TKX-50)的热分解行为,用Dzawa法和Kissinger法研究了其热分解动力学参数。结果表明,TKX-50的热分解过程可分为两个阶段,第一分解阶段活化能为147.05kJ/mol,指前因子为1012.91s-1,受二维扩散机理控制,反应机理服从n=1/2的Jander方程,热分解反应的动力学方程可表示为:dα/dT=1012.91/β×4(1-α)1/2[1-(1-α)1/2]1/2e14705/RT。     

2,6-二氨基-3,5-二硝基吡啶-1-氧化物及其黏结炸药的热分解动力学

在升温速率分别为2.5、5、10、20 K/min条件下对2,6-二氨基-3,5-二硝基吡啶-1-氧化物(ANPyO)及其黏结炸药进行了TG实验,根据实验结果讨论了ANPyO及其两种橡胶黏结炸药的热分解过程,用非线性等转化率积分法和Ozawa法计算了ANPyO及其两种黏结炸药的热分解动力学参数和机理函数.结果表明,ANPyO及其黏结炸药在210℃以下均未出现明显的质量损失过程.ANPyO及其黏结炸药的热分解机理均属于n=1的随机成核和随后生长.ANPyO热分解的活化能、指前因子和机理函数分别为198.22 kJ/mol,2.743×1017 s-1,f(a)=(1-α),热分解动力学方程为:(dα)/(dt)=kf(α)=A·e(-E)/(RT)·f(α)=2.743×1017×(1-α)exp-(2.384×104)/(T).