航空线缆用XETFE绝缘材料的活化能研究

采用非等温氧化诱导法、热失重法和断裂伸长率法三种方法对航空线缆用交联乙烯-四氟乙烯共聚物(XETFE)绝缘材料进行活化能测试,分别得到了对应的活化能,并对活化能的测试结果进行了讨论分析。结果表明,非等温氧化诱导温度法得到的活化能Ea为120.10kJ/mol,热失重法得到5%失重时的活化能为172.00kJ/mol,断裂伸长率法得到的活化能为74.80kJ/mol。     

Eu_2O_3/LDPE复合材料热性能及热氧分解动力学

通过热失重法、差示扫描量热法研究了氧化铕(Eu2O3)对低密度聚乙烯(LDPE)热氧分解行为的影响及复合材料的热分解动力学。结果表明:在添加Eu2O3后,LDPE在空气气氛下的热稳定性得到了提高;Eu2O3/LDPE复合材料的热氧分解反应为一级反应;Eu2O3的加入使得LDPE热氧分解表观活化能增大;添加Eu2O3并不会影响LDPE的氧化诱导期,说明Eu2O3对LDPE的热氧稳定机理与抗氧剂不同。     

氢氧化锆热分解反应动力学研究

热重研究结果表明,氢氧化锆热分解是一失重率为21.5%的一阶失重过程,失重峰值温度与差示扫描量热法分析吸热峰值温度基本吻合。在非等温条件下,采用单加热速率微分Achar和积分Coats-Redfern方程,结合多加热速率法Kissinger方程,以线性相关性和动力学参数的比较作为判断依据,推断Zr(OH)4热分解过程由化学反应机理控制,计算得到反应活化能E=52.30 kJ/mol,lg A=4.767。     

微波场中生物炭还原褐铁矿反应动力学实验及模型计算

采用微波失重在线检测装置和XRD分别分析了褐铁矿与生物炭升温至923 K的失重变化及微波焙烧前后的矿相变化;同时基于褐铁矿微波还原焙烧升温失重曲线,采用Achar-Brindley-Sharp-Wendworth微分法和Coats-Redfern积分法,计算了褐铁矿在不同温度段的反应动力学参数. 结果表明,褐铁矿与生物炭在923 K的还原温度下转变为磁铁矿,同时生成少量的硅酸亚铁(Fe2SiO4);其微波还原焙烧过程分为3个阶段进行,在366~470 K,反应的表观活化能(E1)分别为30.7和26.3 kJ/mol,反应机理符合反应级数函数,属于化学反应控制;在470~650 K,表观活化能(E2)分别为40.3和33.1 kJ/mol,反应机理符合Avrami-Erofeer函数,是随机成核和随后生长的化学反应控制;在650~825 K,表观活化能(E3)分别为52.4 和52.9 kJ/mol,反应机理符合Zhuralev-Lesokin-Tempelman函数,属于三维扩散控制.     

抗氧剂对PMMA树脂热氧化稳定性的影响及动力学分析

采用热重分析,研究了抗氧剂种类及用量对聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)热氧化稳定性的影响,并采用Kis-singer、Flynn-Wall-Ozawa和Flynn法对其热氧化降解行为进行了动力学分析。结果表明,抗氧剂1010、1076、702和BHT的用量为0.5‰时就能够显著提高PMMA热氧化稳定性,使其起始热分解温度提高70℃左右,而抗氧剂用量进一步提高对改善PMMA的热稳定性意义不大;动力学分析表明,抗氧剂的加入能够提高PMMA质量损失率小于30%时的热降解活化能,而热分解后期由于降解温度高于抗氧剂熔点,抗氧剂气化逸出,抗氧剂不能有效提高PMMA后期热降解活化能,未能达到提高PMMA整体热稳定性的目的。     

环氧粉末涂料的固化动力学和固化工艺的研究

采用非等温示差扫描量热法(DSC)研究了E-12/双氰胺(固化剂)和E-12/双氰胺/2-甲基咪唑(促进剂)体系的固化反应动力学。采用Kissinger法和Crane公式对DSC数据进行处理,获得了固化反应动力学参数,应用热重分析(TGA)研究了固化产物的热稳定性。结果表明:双氰胺、2-甲基咪唑的最佳用量分别为环氧树脂质量的4%和0.4%,最佳固化条件为160℃/15min。E-12/双氰胺体系和E-12/双氰胺/2-甲基咪唑体系的表观活化能分别为105.12kJ/mol和70.62kJ/mol,固化反应级数n=0.92。起始分解温度约为410℃,促进剂2-甲基咪唑的加入对体系热稳定性没有影响。     

四缩水甘油胺环氧/甲基纳迪克酸酐/咪唑体系的固化

采用非等温动态示差扫描量热法(DSC)和热失重分析法(TGA)研究了N,N,N',N'-四缩水甘油胺-4,4'-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷/甲基纳迪克酸酐/2-乙基-4-甲基咪唑(TGBAPP/MNA/EMI-24)体系的固化反应过程及固化物的热稳定性。由Kissinger方程和Ozawa方程求得该体系固化反应的表观活化能分别为65.4 kJ/mol和69.0 kJ/mol;由Crane方程求得固化反应近似为一级反应;TGBAPP/MNA/EMI-24体系固化物具有良好的耐热性能,其Tg为226℃,5%,15%和30%的热失重温度分别为312℃,344℃和397℃。     

二甲醚氧化反应及其添加剂效应

采用加速量热仪（ARC）测定了二甲醚（DME）氧化反应温度变化和活化能（Ea）,考察了添加剂对DME热稳定性效应,分析热分解产物,探讨氧化反应机理. 结果表明,DME热氧化反应初始温度（To）为120 ℃,反应活化能Ea=167.3 kJ•mol-1.氧的存在是导致DME热稳定性下降重要因素,在氧化反应体系中添加Fe、Fe2O3、Al等时, To和Ea值减小,它们有促进氧化反应作用,特别是有过氧化物存在下,由于自由基的引发,显著降低DME热反应初始温度和反应活化能,抗氧剂能提高热稳定性.     

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。     

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。     

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。     

差示扫描量热法测定塑料的氧化诱导时间和氧化诱导温度

修改采用ISO 11357:2008《塑料—差示扫描量热法(DSC)第6部分:氧化诱导时间(等温OIT)和氧化诱导温度(动态OIT)的测定》,制定我国相应的国家标准GB/T 19466.6-2009。国内共有13个主要的塑料产品生产厂家和科研单位参加了标准的制定和验证试验工作。该标准的制定填补了我国采用DSC法测定塑料氧化诱导时间(等温OIT)和氧化诱导温度(动态OIT)的空白。     

氧化诱导期法探讨滴灌带的热氧稳定性

通过氧化诱导期方法研究了内镶贴片式滴灌带的热氧稳定性,探讨了滴灌带在加工过程中的降解反应及其影响因素,考察了温度、氧气流量对滴灌带氧化诱导期的影响,结果表明,随温度及氧气流量的增加,滴灌带的氧化诱导期呈现下降的趋势。     

基于TG分析的杯［8］芳烃热解机理与动力学分析

运用热失重分析法对杯［8］芳烃和对叔丁基杯［8］芳烃氮气氛围下的热解状况与热解机理进行了探究,同时采用热分解动力学方法求解了二者热解过程对应的反应活化能和最优的机理函数方程。结果表明,对叔丁基杯［8］芳烃由于结构中的C—H σ键以及 C=C π键的强相互作用力,整体结构更为稳定,杯［8］芳烃具备优良的成炭性能,对叔丁基杯［8］芳烃具备优良的热稳定性能,二者的分解温度对于高分子材料的适应性较强;依照Kissinger方法和Flynn?Wall?Ozawa计算的杯［8］芳烃的反应活化能分别为179.14 kJ/mol和192.84 kJ/mol,对叔丁基杯［8］芳烃的反应活化能分别为291.61 kJ/mol和312.14 kJ/mol;依照Coats?Redfern方法计算的杯［8］芳烃的热解机理函数为g（α）=［-ln（1-α）］^1/3,反应级数n=1/3,对应非等温热解机理为随机成核和随后生长反应,对叔丁基杯［8］芳烃的热解机理函数为g（α）=α^1/3,反应级数n=1/3。     

过负荷故障聚氯乙烯铜导线绝缘材料热解行为变化研究

以发生过负荷故障的聚氯乙烯（PVC）铜导线为研究对象，使用热重⁃红外光谱联用仪（TG⁃FTIR）对比分析了过负荷与未过负荷铜导线绝缘材料的热解特性差异；采用Flynn⁃Wall⁃Ozawa（FWO）法对绝缘材料的活化能进行求解，并结合红外光谱分析绝缘材料热解逸出气体种类，探究过负荷故障对铜导线绝缘材料热解特性的影响。结果表明，过负荷铜导线绝缘材料发生氧化热解放热的起始温度（408 ℃）低于未发生过负荷故障的铜导线（424 ℃），且发生氧化放热反应所需活化能（142.18 kJ/mol）远低于未发生过负荷铜导线（231.54 kJ/mol），表明过负荷故障会导致铜导线PVC绝缘材料更易发生氧化放热反应；过负荷故障会导致铜导线发生较为完全的脱HCl反应，致使故障导线起火燃烧后产生的腐蚀性HCl气体明显减少，同时其氧化放热反应温度变化范围较窄。     

高温内压环境下聚乙烯燃气管道老化性能评价研究

将一批聚乙烯燃气管道试样置于80 ℃、1.1 MPa水浴环境下进行老化试验，老化时间分别为0、165、500、1 000 h，并通过差示扫描量热法（DSC）、热失重分析（TG）、傅里叶变换红外光谱分析（FTIR）和拉伸试验分别测试各老化试样对应的氧化诱导时间（等温OIT）、热分解温度（T_s）、官能团组成和断裂伸长率（ε），模拟分析高温内压环境下聚乙烯管道的老化性能变化规律。DSC、TG和拉伸试验结果显示，随着老化时间增加，聚乙烯管道的等温OIT、T_s和ε都逐渐降低，老化程度逐渐增加，并且管内壁的老化速率明显大于外壁；FTIR结果显示，随着老化时间增加，聚乙烯管材料的官能团谱图中1 720 cm^-1和3 400 cm^-1处分别出现了C=O和O—H的振荡峰，进一步证实了聚乙烯管材料分子链中引入了氧化反应产物。     

非等温热重法研究聚苯醚热分解动力学

采用非等温热重法对聚苯醚的热分解动力学进行研究,计算了反应活化能,采用积分法结合36种动力学函数来判断聚苯醚热分解的机理函数,得到了聚苯醚热动力学参数即反应的动力学函数,平均活化能（E_a）为211.64kJ/mol,指前因子（A）的平均值为6.24×10⁷s^-1,也获得了对应的热分解动力学方程。     

聚醚用抗氧剂的热分析研究

使用差示扫描量热(DSC)仪和差热-热重联用(TG-DTA)仪，利用氧化降解反应等温动力学法并结合起始氧化温度和氧化诱导期测定等实验方法，综合考察了聚醚用10种抗氧剂的抗氧化性能。结果表明，这10种抗氧剂对聚醚氧化降解反应的影响可分为3种类型。提出了评价每种类型抗氧剂的方法。     

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。     

过氧化氢危险性分析

利用C80微量量热仪对不同浓度过氧化氢在空气气氛中的热分解进行实验研究。通过热分析研究得到了不同扫描速率对过氧化氢热分解的影响以及热分解的活化能、绝热条件下达到最大反应速率所需的时间（TMRad）。 结果表明,随着扫描速率的提高各浓度过氧化氢的初始放热温度和最大放热温度都升高;质量分数为27.5%、50%、70%的过氧化氢热分解的活化能范围分别为51.05～94.30、16.40～66.72、32.50～76.15 kJ/mol;环境温度最高40 ℃下各浓度过氧化氢对应的TMRad分别为26.16、6.74、5.73 h。