不变动力学参数法研究热固性阻燃聚乳酸的热降解动力学

以9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)为阻燃剂,制备了热固性阻燃聚乳酸材料,利用热重分析仪(TGA)获得了不同升温速率下热固性阻燃聚乳酸材料热降解过程的热重曲线,并应用不变动力学参数法建立其热降解动力学模型,评估了18个动力学函数对材料热降解过程的贡献率。研究发现:随着热降解转化率(α)的增加,材料的热降解活化能呈缓慢上升趋势;阻燃剂DOPO的加入提高了热固性聚乳酸材料的热稳定性,并改变了各个动力学函数对热降解的贡献率,但没有改变聚乳酸热降解的核心机制。     

有机硅阻燃环氧树脂体系的热降解动力学分析

为获得有机硅阻燃环氧树脂体系在热降解过程中的动力学数据,并阐明有机硅阻燃剂的作用机理,使用Change法对该体系的热降解动力学进行分析,结果发现该体系的热降解过程为一级反应。相比于空白体系,阻燃体系的平均热降解活化能更高,成炭性能更好,这表明有机硅阻燃剂在材料热降解过程中起到了较好的稳定作用,最终达到了提高阻燃体系成炭率和阻燃性的目的。     

膨胀阻燃聚丙烯的热降解动力学及热寿命分析

利用双辊混炼机制备了共混型阻燃聚丙烯(PP)材料,并用热重(TG-DTG)方法研究了PP、PP/MPP和PP/MPP/PER在N2气氛下以不同升温速度时的热降解动力学行为,以此探讨阻燃性能与热降解行为的关系.试验发现,加入阻燃剂后材料的初始分解温度提前;利用Kissinger法和Flynn-Wall法求取了材料的活化能,发现两种方法求取的结果相一致,并且添加阻燃剂后,材料的活化能明显提高;热降解残留物的红外光谱分析结果表明MPP复配PER后,保留了更多的PP特征峰;说明阻燃剂提前分解成炭、隔热、隔氧,阻止了PP的进一步氧化分解;材料的寿命分析发现,添加阻燃剂后,材料的热寿命都明显提高.     

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。     

阻燃聚丙烯复合材料的热降解动力学的研究进展

对阻燃聚丙烯复合材料在热降解动力学的应用及现状进行了综述。介绍了国内外有关阻燃聚丙烯复合材料的活化能的研究进展。阻燃剂不仅提高了阻燃性能,而且提高了复合材料的热稳定性。     

ANTI-6阻燃聚丙烯的热降解动力学研究

开发的新型无卤膨胀阻燃剂ANTI-6对聚丙烯(PP)进行阻燃改性。利用热重分析仪研究了PP/ANTI-6体系的热降解行为,探讨了阻燃性能与热行为的关系。结果发现,ANTI-6阻燃剂的加入使PP的反应活化能在不同阶段均有较大提升,在失重初期(6%),ANTI-6能使得PP快速脱水并生成刚性膨胀炭化物形成防火层。随着温度升高,PP/ANTI-6体系的反应活化能会有所下降;失重大于25%后,反应活化能呈快速上升趋势。PP/ANTI-6体系阻燃性能显著提升的同时,其力学性能变化不大。     

氢氧化镁阻燃环氧树脂热降解性能研究

用氢氧化镁制备了阻燃环氧树脂复合材料,用极限氧指数(LOI)、烟密度等级(SDR)来表征其阻燃消烟性能,用热重仪和热重-质谱联用仪分析了氢氧化镁阻燃环氧树脂体系的热稳定性和热降解过程,并探讨了氢氧化镁阻燃环氧树脂的机理。结果表明:随着氢氧化镁用量的增加,复合材料的LOI不断提高,当氢氧化镁用量为47.37%时,环氧树脂/氢氧化镁阻燃体系的LOI达到27.5%,烟密度降至61.73%;氢氧化镁的加入使复合材料的最大热失重速率提高,促进了复合材料的迅速分解,使分解的温度区间变窄,降低了分解过程中二氧化碳、可燃性小分子、苯类和苯酚类物质的释放量。     

含硫磷三分子缩合物阻燃聚乙烯复合材料的热降解动力学研究

采用不同升温速率研究含硫磷三分子缩合物无卤阻燃剂(S-TRIMER)阻燃LLDPE体系在氮气氛围中的热降解动力学.并采用两种不同的动力学分析方法(即Kissinger方法和Flynn-Wall-Ozawa方法)对阻燃LLDPE体系的热降解动力学进行了理论分析.其中,Kissinger方法计算出的活化能顺序为LLDPE＜LLDPE/S-TRIMER＜LLDPE/IFR,而Flynn-Wall-Ozawa方法计算出的活化能在热降解的初始阶段阻燃LLDPE的活化能小于LLDPE,但是当转化率α≥0.3时阻燃LLDPE的活化能大于LLDPE,这说明对于该体系第一热解阶段(即0.05≤α≤0.2)主要是阻燃剂发生分解,分解的阻燃剂抑制了基体LLDPE的进一步降解,使体系的活化能提高.上述两种方法计算的结果接近,阻燃聚乙烯的活化能比未阻燃聚乙烯的高,说明了阻燃聚乙烯有着更好的热稳定性,即阻燃剂S-TRIMER能提高LLDPE基体的热降解性能.     

酚醛树脂热降解动力学研究

用热失重非等温法对不同甲醛,苯酚魔鬼洋比的酚树脂进行了热降解动力学研究。结果表明,甲醛,苯酚摩尔比为１．５时,酚醛树旨的热发活化能最高。耐热性最好。     

布洛芬热分解及其动力学研究

通过布洛芬(ibuprofen)的热分解及其动力学研究,运用简单的热分解动力学方法进行计算分析,求出相关的活化能,指前因子和动力学参数。将布洛芬每个温度范围下的热分解过程分为3个阶段分别进行分析计算,发现每个阶段都满足一级反应方程。从而算出布洛芬热分解过程的活化能,指前因子和相关系数。通过对布洛芬热分解过程的研究,及对布洛芬TG和DTG曲线的研究,得出布洛芬在热分解过程中分为3个阶段,分别进行脱水,C-C键断裂和分子键断裂。并且随着升温速率的提高,布洛芬失重速率会逐渐趋向于温度升高的方向发展,即温度升高,布洛芬最大失重速率越大。     

杯［4］芳烃的热分解动力学研究

通过热失重分析法（TG）研究了杯［4］芳烃与对叔丁基杯［4］芳烃在氮气氛围下的热稳定性,利用Kissinger方法和Flynn?Wall?Ozawa方法分析计算二者的热解表观活化能,通过Coats?Redfern方法确定了热分解动力学机理与模型,并分别求出了材料主降解阶段的非等温动力学方程。结果表明,Kissinger和Flynn?Wall?Ozawa方法求得的杯［4］芳烃的表观活化能分别为166.64 kJ/mol和175.79 kJ/mol,求得的对叔丁基杯［4］芳烃脱叔丁基过程的表观活化能分别为153.97 kJ/mol和166.81 kJ/mol,其自身苯环热分解过程的表观活化能分别为248.38 kJ/mol和252.92 kJ/mol,两物质的热性能在氮气氛围下都表现得较为稳定,且分解温度对于高分子材料的适应性较强;杯［4］芳烃热分解机理函数为g（α）=［-ln（1-α）］^3/2,反应级数n=3/2,其非等温热分解机理属于随机成核和随后生长反应,对叔丁基杯［4］芳烃脱叔丁基过程的热分解机理函数为g（α）=［-ln（1-α）］^2/3,反应级数n=2/3,其非等温热分解机理属于随机成核和随后增长反应,自身苯环热分解过程的热分解机理函数为g（α）=α²,反应级数n=2,其非等温热分解机理属于一维扩散反应。     

HNIW的爆燃反应动力学和热分解

组装了一套用于测定含能物质的爆燃延迟期的装置,在507～547K和0．1～9．1MPa下研究了六硝基六氮杂异伍兹烷(HNIW)的爆燃延迟期τ,温度升高使爆燃延迟期τ缩短。在507K和517K温度下,高压(≥5MPa)使爆燃延迟期τ增加;在527K和537K下,压力使爆燃延迟期τ缩短。计算了不同压力下的动力学参数,HNIW的爆燃反应活化能随压力增加而增加,研究了不同温度(≤489K)和压力下HNIW的热分解,压力对HNIW的热分解具有抑制作用。     

水氯镁石的热解机理及动力学

采用热重差热质谱联用技术(TG-DTA-MS)和热分析技术(TG-DTA)研究了水氯镁石热解过程的反应机理和动力学行为. 结果显示,水氯镁石热解分4个阶段,前2个阶段共脱除4个结晶水,后2步脱水和水解并存,第1步的分解反应属于球形对称相界面反应为控制步骤的R3机理,后3步属于Avrami-Erofeev的成核及核成长为控制步骤的A1机理,4步表观活化能Ea分别为81.13, 125.4, 230.4和164.1 kJ/mol,频率因子分别为2.95×1010, 2.70×1015, 4.07×1026和4.75×1016 s-1.     

聚甲醛热降解性能研究

通过测定聚甲醛的熔融指数、拉伸强度及断裂伸长率,分析、比较其热老化的速度;同时应用扫描电镜、X-射线光电子能谱观察和分析了聚甲醛（POM）的表面形貌、表面官能团的类型。试验结果表明：120％热老化试验条件下,随着老化时间的延长,熔融指数逐渐增大,说明发生了缓慢的热氧化降解过程;20天短期热老化对聚甲醛拉伸强度及断裂伸长率影响不是很明显,说明POM的热老化应该有一个相当长的过程;扫描电镜显示：105天热老化后,聚甲醛表面出现龟裂和粉化现象;X-射线光电子能谱显示：老化前后样品中C1s谱均含有C-C和C-02个峰,但老化后C-C含量降低,C-O含量增加,说明POM的热老化以C-C断裂降解为主,原始试样O1s／C1s为56．98％,105天老化后为72．92％。     

磷–氮膨胀型阻燃剂复配协同阻燃聚甲醛的研究

采用磷–氮复配膨胀型阻燃剂(50A)与酚醛树脂(PF)进行复配,研究了不同配比对聚甲醛(POM)的阻燃性能和力学性能的影响。通过垂直燃烧试验、极限氧指数法、热重分析研究了复配阻燃剂对POM的阻燃作用,并对阻燃POM材料燃烧后的残炭进行红外分析。结果表明,采用50A/PF复配的阻燃POM材料的垂直燃烧级别达到UL94 V–1级,极限氧指数可达26.7%;热重分析显示,阻燃POM材料在800℃时的残炭率显著提高;红外光谱分析证实了50A与PF在POM中有良好的协效阻燃作用。     

阻燃成炭剂trimer和微胶囊红磷复配阻燃聚甲醛的研究

采用兼具阻燃和成炭作用的笼状磷酸酯三（1-氧代-1-磷杂-2,6,7-三氧杂双环［2.2.2］辛烷-4-亚甲基磷酸酯）（trimer）和微胶囊红磷（MRP）复配阻燃聚甲醛（POM）。采用垂直燃烧试验、极限氧指数和热重分析研究复配阻燃体系对POM的阻燃性能,并对阻燃POM的力学性能进行分析。结果表明,trimer和MRP有很好的协同阻燃性能;trimer/MRP/ME的添加量为23 %时,阻燃聚甲醛达到UL 94 V-0,极限氧指数最高达29.4 %。     

热分析动力学法推算吡虫啉的保质期

比较了吡虫啉原药和可湿性粉剂在氮气气氛下的热分解行为,通过热分析非等温TG–DTG技术运用Kissinger和Ozawa法计算吡虫啉原药的表观活化能E和指前因子A,并采用等温TG技术尝试一种新的准确、快速预测农药保质期的方法。     

水性硝化纤维涂膜的热分解动力学

以硝化纤维(NC)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)三聚体、二羟甲基丙酸(DMPA)为原料,通过自乳化方法合成了水性硝化纤维(WNC).通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)对目标产物的结构进行表征;采用热重法(TG)研究了WNC薄膜中硝化纤维基体的热分解行为;并分别采用Kissinger法、Ozawa法求解出热分解反应的活化能和频率因子等动力学常数,结合9种常用的动力学函数来判断WNC中硝化纤维基体的热分解机理函数.结果表明:水性硝化纤维基体的热稳定性明显提高,平均热分解活化能为221.31 kJ/mol、频率因子为1.108 2×1024 s-1,热分解反应遵从Sigmoidal类型中的随机核化机理.     

葡萄糖和蔗糖热分解过程的动力学分析

对葡萄糖和蔗糖的热分解过程进行了TG-DTA研究,采用Kissinger法、Friedman法及非线性拟合法获得了分解过程的反应机理和动力学参数. 结果表明,葡萄糖比蔗糖更易分解. 葡萄糖的分解过程分别为二级和一级反应,蔗糖的分解过程分别为n级和一级反应. 利用非线性拟合法给出了葡萄糖与蔗糖热分解过程的完整反应途径和动力学参数,葡萄糖三阶段的活化能分别为132, 150和253 kJ/mol,指前因子分别为11.6, 11.1和19.6 s-1;蔗糖两阶段的活化能分别为105和229 kJ/mol,指前因子分别为8.2和18.6 s-1.