H_(12)MDI氨酯化反应动力学

依据—NCO与—OH二级反应特性,建立了动力学方程。采用二正丁胺滴定法,分别研究了4,4’-二环己基甲烷二异氰酸酯(H_(12)MDI)与聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)、聚己二酸-1,4-丁二醇酯二醇(PBA)、1,4-丁二醇(BDO)在不同温度下的反应特性。研究结果表明:H_(12)MDI与PTMG、PBA和BDO反应活化能E a分别为60.9 k J/mol、113.0 k J/mol和42.2 k J/mol,H_(12)MDI与醇类化合物反应时活性较低。     

1,4-环己烷二甲醇型聚碳酸酯二元醇的合成与表征

以1,4-环己烷二甲醇(CHDM)、碳酸二乙酯(DEC)、1,4-丁二醇(BDO)和1,6-己二醇(HDO)为原料,以钛酸正丁酯(TBT)为催化剂,通过酯交换反应分别合成了聚1,4-环己基碳酸酯二醇(PCHDL)、1,4-环己基-丁基碳酸酯二醇(PCHBDL)和聚1,4-环己基-己基碳酸酯二醇(PCHHDL)。通过傅里叶红外光谱(FT-IR)、核磁氢谱(1H-NMR)、热重(TG)、差示扫描量热(DSC)及羟值与分子量测定等方法对产物进行了表征。结果显示所合成的聚碳酸酯二元醇产物分子量分别为1063 g/mol、1376 g/mol、1553 g/mol,FT-IR结果表明产物结构具有碳酸酯基与羟基,为聚碳酸酯二元醇的典型结构,与1H-NMR所表明PCHDL、PCHBDL和PCHHDL的结构一致。聚碳酸酯二元醇产物初始热分解温度大于200℃,玻璃化转变温度范围为-33.2℃～0℃。     

聚甲基丙烯酸甲酯/蒙脱土纳米复合材料的热分解

采用TG、DTA研究聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)及聚甲基丙烯酸甲酯/蒙脱土纳米复合材料(PMNC)在N2气氛条件下的热降解行为.结果表明,在N2中,PMMA有一个失重阶段,而PMNC为两个失重阶段.利用改进的Coats-Redfern积分法计算PMMA及PMNC的热分解动力学参数,PMMA热分解的平均表观活化能E为160.58kJ/mol,指前因子的对数值lnA为28.07,其热分解的机理函数为三维扩散方程.PMNC第一个阶段的平均表观活化能E为258.731 kJ/mol,lnA为45.623 1,第二个阶段的平均表观活化能E为199.897 kJ/mol,lnA为27.482 4,其热分解的机理函数均为二维扩散方程.     

聚丁二酸丁二醇酯和1,2-己二醇的共聚改性

以1,4-丁二酸、1,4-丁二醇和1,2-己二醇为原料,采用直接熔融缩聚的方法,合成得到聚丁二酸丁二醇酯（PBS）和一系列聚（丁二酸丁二醇酯-co-丁二酸1,2-己二醇酯）（PBSH）共聚物。采用乌氏黏度计、¹H-NMR、DSC和流变仪等手段对其分子量、化学结构、热学性能、流变行为和力学性能进行研究。结果显示:随着1,2-己二醇摩尔分数的增加,相应PBS共聚酯的熔点（T_m）、结晶温度（T_c）、结晶度（X_c）、弯曲强度、拉伸强度逐渐降低,断裂伸长率明显增加;另外,1,2-己二醇的加入对PBS的零切黏度（η₀）、储能模量（G′）和损耗模量（G″）也有一定的影响。     

Fe2O3/氮掺杂石墨烯复合材料的热分解动力学

对Fe₂O₃/氮掺杂石墨烯（NG）的热解行为进行热重研究,分析出物质的热分解特性和机理函数。通过水热法制备Fe₂O₃/NG样品,在氮气氛围的保护下分别以5、10、15、20 K/min的升温速率线性升温到1 473.15 K。使用Kissinger Akahira and Sunose（KAS）、Flynn-Wall-Ozawa（FWO）两种“model free”方法和Coats-Redfern模型拟合法进行热动力学拟合,结果表明：FWO和KAS两种拟合法估算的表观活化能变化范围分别为404.08~424.65 kJ/mol和405.52~427.10 kJ/mol,且表观活化能随着转化率的增大而增加;FWO和KAS两种拟合法估算的表观活化能平均值分别为410.92 kJ/mol和412.74 kJ/mol,相差0.4%;Mample Power（P3）是最能反映Fe₂O₃/NG分解机理的函数。     

基于可视化热重分析技术的宣纸热分解特性研究及动力学分析

为了解宣纸的劣化机理,本文利用可视化热重分析技术对宣纸在氮气与空气中的热分解过程进行了实验和分析,结果表明其过程主要阶段为发挥性成分的析出过程,宣纸样品经历快速失重、面积收缩且颜色加深,其中空气气氛可促进热分解反应并在反应后期氧化前期生成的炭化物;然后以高斯分布函数对微商热重(DTG)曲线进行拟合得到三组分,并且三组分的反应区间符合生物质的热分解特性且受气氛影响;此外,本文还基于Lab色彩空间对实时观察热分解图像进行了分析,其结果相比热失重数据在反应起始和中止阶段灵敏度更高,并可对热失重数据进行补充;同时,本文以Friedman法、FWO法计算宣纸在氮气与空气中的表观活化能E,得到氮气与空气气氛中的结果分别为195.4 kJ/mol、162.98 kJ/mol;最后通过Malek法对宣纸样品的热分解数据进行最概然机理函数的选择,并得到氮气中的热分解活化能E为245.60 kJ/mol,指前因子的自然对数ln A为37.39 s^-1;空气中活化能E在150.18～305.41 kJ/mol, ln A在49.13～20.18 s^-1。     

聚叠氮缩水甘油醚GAP热分解特性研究

在升温速率分别为2℃·min-1,5℃·min-1,10℃·min-1,20℃·min-1条件下,采用差示扫描量热仪(DSC)和热重分析技术研究了聚叠氮缩水甘油醚GAP的热分解特性,并在此基础上考察了GAP的动力学参数和热力学参数.结果表明GAP热分解峰温较高,热稳定性较好.采用Kissinger法和Ozawa-Doyle法讨论了热分解的表观活化能、指前因子、120℃时的分解速率常数k,其值分别为196.82 kJ·mol-1、4.47×1019 s-1、3.15 ×10-7 s-1.在218℃时热力学参教的活化熵为127.13 J·mol-1·K-1,活化焓为196.82kJ· mol-1,活化自由能为134.38 kJ·mol-1.     

萘二甲酸二烯丙酯树脂热稳定性的研究

本文用TGA研究了萘二甲酸二烯丙脂(DANP)、间苯二甲酸二烯丙脂(DAIP)和邻苯二甲酸二烯丙酯(DAP)树脂的热分解反应动力学。用Kissinger法处理TAG数据,求得热分解活化能分别为183、167、154kJ/mol。DANP树脂在氮气中的热分解温度T_d=393℃,而在空气中T_d=317℃。用裂解色-质分析测定了DANP树脂的热裂解逸出气的组成,推测了热裂解机理,并研究了240℃下DANP、DAIP和DAP树脂浇铸体的热老化性能,结果表明DANP树脂优于DAIP和DAP树脂。     

FeS热分解动力学的热分析

FeS诱发含硫油品自燃的事故受到了业界的日益关注。通过在不同升温速率(2,5,8,10,15℃/min)下的热分析实验,应用模型和非模型拟合研究了FeS的热分解动力学机理,结果表明:FeS受热氧化是FeS与氧气物理吸附、化学吸附和化学反应过程,对FeS的模型拟合结果不稳定,可靠性较差;采用等转化率法得到FeS热分解的表观活化能E=(135.81±8.27)kJ/mol;通过Satava-Sestak方程确定了FeS的受热分解符合成核和生长模型函数A2:g(α)=[-ln(1-α)]1/2,其表观活化能E=148.43kJ/mol,表观指前因子A=3.82×109 K/s。     

不同二元醇制备的4种脂肪/芳香共聚酯的性能研究

利用4种不同的脂肪族二元醇（乙二醇、1,3 丙二醇、1,4 丁二醇、1,6 己二醇）与己二酸和对苯二甲酸二甲酯制备出4种不同脂肪/芳香比的共聚酯：（对苯二甲酸乙二醇-co-己二酸乙二醇）共聚酯（PETA）、（对苯二甲酸丙二醇-co-己二酸丙二醇）共聚酯（PPTA）、（对苯二甲酸丁二醇-co-己二酸丁二醇）共聚酯（PBTA）和（对苯二甲酸己二醇-co-己二酸己二醇）共聚酯（PHTA）,并比较了它们的热性能和生物降解性能。结果表明：相同二元醇、不同脂肪/芳香物质的量比的共聚酯,随脂肪族单体含量的增加,玻璃化转变温度（T_g）单调降低,熔点（T_m）降低,生物降解能力增加;相同脂肪/芳香物质的量的比、不同二元醇制备的共聚酯,T_g随二元醇碳原子的增加而单调下降,T_m变化顺序为：T_m（PPTA）＞T_m（PBTA）＞T_m（PHTA）＞T_m（PETA）,1,3-丙二醇体系的共聚酯具有最佳的耐热性能;生物降解能力随二元醇单体碳原子数的增加而增加。     

二乙基次膦酸铝的热分解动力学研究

以TG-DTG为手段,研究二乙基次膦酸铝阻燃剂在氮气气氛中的热分解动力学;利用Kissinger-Akahira-Sunose(KAS)法、Flynn-Wall-Ozawa(FWO)法对其进行热分解动力学研究,计算出该阻燃剂的平均热分解表观活化能分别为260.2和259.4 kJ/mol;利用atava-estk法研究该阻燃剂的热分解机理属于相边界反应,得到其热分解动力学方程为g(α)=1-(1-α)1/3。     

木粉、废旧橡胶和高密度聚乙烯复合材料的 热解动力学特性

将木粉、高密度聚乙烯(HDPE)与不同含量的废旧橡胶粉复合制备木橡塑复合材料,采用热重分析法(TGA)研究各组分材料及复合材料的热解动力学特性,并引入Flynn-Wall-Ozawa模型量化了组分及复合材料的表观活化能。结果表明:木粉、HDPE、废旧橡胶粉复合材料(WRPC)的热解出现两个显著的失重区(230～380 ℃和430～580 ℃),分别对应木粉/废旧橡胶和HDPE的热降解。木粉、废旧橡胶和HDPE热解过程平均活化能值分别为179.2、243.8和246.8 kJ/mol,WPC(木粉、HDPE复合材料)平均活化能为239.3 kJ/mol,WRPC活化能值较WPC低(200.3～208.4 kJ/mol)。活化能的变化表明木、橡、塑3种原料在复合材料的热解过程中具有协同效应,而废旧橡胶的掺入对复合材料的热降解特性发挥了显著的调控作用。     

硝酸胍热分解特性及其动力学分析

采用5、10、15、20K/min的不同线性升温速率,研究硝酸胍（GN）的热分解过程,通过Flynn-Wall-Ozawa （FWO）法、Kissinger Akahira and Sunose （KAS）法和Coats-Redfern （CR）法进行热动力学分析,并利用热力学理论求解相关热安全性参数。结果表明,硝酸胍在450~700K的温度范围内呈一步失重,热重法（TG）的平均外推起始温度为580.28K;当转化率为0.1~0.9时,FWO法和KAS法得到的平均表观活化能分别为140.43kJ/mol和137.82kJ/mol,自燃倾向等级为Ⅰ级;CR法表明Avrami-Erofeev （A2）为硝酸胍的最适机理函数模型;在310~370K的温度范围内,硝酸胍的比热容随温度的升高而逐渐增大,平均值为3.148J/（g·K）;自加速分解温度（T_SADT）和自发火温度（T_be0）分别为530.15K和548.10K;活化熵（ΔS^≠）和活化焓（ΔH^≠）随升温速率的增大而减小,活化自由能（ΔG^≠）和反应速率常数随升温速率的增大而增大。     

碱式碳酸锌在二氧化碳气氛下的热分解动力学

运用TG/SDTA同步分析仪, 研究了碱式碳酸锌在流动二氧化碳气氛中的热分解过程及热分解动力学. 探讨了加热速率对反应过程的影响. 采用Friedman法对实验数据进行分析,结果表明,反应的活化能数值随着分解率的不同而变化, 由此推断该反应是由多步反应组合而成的,其平均表观活化能E_a为286.84 kJ/mol.     

菱镁矿粉及其料球分解的TG动力学

在热分析仪上进行了菱镁矿粉的程序升温(5、10、15、20、30 K/min)热重动力学实验,用Coats-Red-fern积分法确定了动力学特征参数。菱镁矿粉的分解可分为开始和快速两个阶段,分解速率可用一级速率式表示,活化能分别为130.784 kJ/mol和163.728 kJ/mol。升温速率的增加,开始分解和快速分解两个阶段的转换温度升高,转换分解分数降低。     

头孢硫脒热分解动力学研究

采用TG-DTG(thermal gravity -differential thermal gravity)法研究了头孢硫脒的热分解过程动力学。头孢硫脒热分解为一步完成,开始失重时的温度为430~450 K。运用Flynn-Wall-Ozawa法、Kissinger-Akahira-Sunose法和Starink法计算了头孢硫脒热分解过程中的活化能值,发现活化能均随着热分解转化率的升高而降低。通过Málek 法得到头孢硫脒晶体的热分解动力学三因子分别为E_α=109 kJ/mol、ln A=30.60 s^-1、最概然动力学模型为SB(0.241 7, 0.658 9)。预测头孢硫脒在273.15 K以下时的理论贮存期为3年。     

POSS杂化聚硅氧烷复合材料的制备与热性能研究

以八乙烯基多面体低聚倍半硅氧烷（OVPOSS）和含氢硅氧烷为单体,通过硅氢加成反应制备了一种新型POSS交联剂V2-POSS。将V2-POSS加入到聚甲基硅氧烷中,制备了一系列不同POSS含量的聚甲基硅氧烷。采用热重分析（TGA）、热重-红外联用（TGA-IR）、裂解气相色谱-质谱（PyGC-MS）等手段对POSS杂化聚甲基硅氧烷的热性能、热分解动力学及动态热解性能进行研究,结果表明：V2-POSS在聚甲基硅氧烷中均匀分散,POSS纳米结构的引入可显著提高聚甲基硅氧烷的热性能;V2-POSS添加量（V2-POSS占聚甲基硅氧烷的质量分数）为10%时,氮气氛5%热失重温度从纯树脂的442.2℃提高至469.4℃;热失重率为15%时,热解表观活化能由纯树脂的87.53 kJ/mol提高至杂化树脂的251.12 kJ/mol。POSS杂化聚甲基硅氧烷的热解机理主要包括聚硅氧烷主链的断裂、高分子链回咬、含硅基团的重排、碳氢化合物的形成以及小分子的逸出。     

微波辐射与常规加热下催化分解NO动力学比较

以Cu/ZSM_5为催化剂,在新型微波催化反应器上进行了微波协同催化分解NO反应.初步探讨了微波协同催化分解NO反应的宏观动力学,并与常规加热条件下催化分解NO反应的宏观动力进行了对比.计算结果表明：在微波辐射条件下,该反应的活化能为14.6 kJ/mol.而常规加热条件下,该反应的活化能为75.6 kJ/mol.微波辐射条件下该反应活化能仅仅是常规加热条件下该反应活化能的1/5.177.这说明微波作用不仅具有致热效应,而且大大降低了反应活化能,具有微波催化效应.