固化環(huán)氧樹脂的熱分解

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1、..第7卷哈爾濱師范大學(xué)自然科學(xué)學(xué)報(bào)v。17No盈,991第1期NATURALSCIENCESJOURNALOFHARBINNORMALUNIVERSITY固化環(huán)氧樹脂的熱分解張群寧潛艷臼扮爾濃師范大學(xué)?！菊勘疚挠脽嶂胤ㄑ芯苛斯袒h(huán)氧樹脂的熱分解過程TG曲線表明。;.o熱分解過程是分二步進(jìn)行的表觀活化能計(jì)算結(jié)果分另l為13026kJ/ml和1,145·18kJmol,熱壽命方程0;‘=6·33X103一10·97。。/為1寧關(guān):;;一;鍵飼熱重分析熱分解未觀活化能熱壽命o前言。熱分析法可用于研究化學(xué)反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)過程熱重法測定反應(yīng)動(dòng)力學(xué)參數(shù)是五十‘”。,

2、。年代發(fā)展起來的一種分析技術(shù)〔一〕從方法上區(qū)分有等溫?zé)嶂胤ê头堑葴責(zé)嶂胤ǚ堑?溫動(dòng)力學(xué)具有可直接從熱分析曲線(TG曲線)求取反應(yīng)動(dòng)力學(xué)參數(shù)并分析反應(yīng)機(jī)理,,觀測溫度范,、‘試樣用量少圍廣不用進(jìn)行反應(yīng)物反應(yīng)產(chǎn)物分析等優(yōu)點(diǎn)本工作使用7,P一E系列熱重分析儀(TGA7)對(duì)固化的環(huán)氧樹脂的熱分解進(jìn)行熱失重測定用二種,,。方法計(jì)算反應(yīng)動(dòng)力學(xué)參數(shù)根據(jù)等溫?zé)嶂胤ㄔ碛懻撛撛嚇拥臒岱€(wěn)定性實(shí)驗(yàn)結(jié)果;試樣為以環(huán)氧樹脂為基質(zhì)的異氰腮酸醋一一環(huán)氧樹脂一一酸醉體系是一種電絕緣。。在30℃以上固化三個(gè)小時(shí)制得固態(tài)粉末試樣rkin一mer浸漆材料使用PeEl熱重分析。:,、儀(TGA)

3、做升溫實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)條件選擇為試樣重量是5一10mg升溫速率分別取25、10、15min,。,3700,℃/氣氛為靜態(tài)空氣實(shí)驗(yàn)參數(shù)選定后山數(shù)據(jù)站控制實(shí)驗(yàn)過程。。并自動(dòng)采集數(shù)據(jù)和優(yōu)化實(shí)驗(yàn)曲線(TG曲線)圖1給出了不同升溫速率下的TG曲線:。從這些曲線可以看出熱分解反應(yīng)不是通過一個(gè)過程充成的獷G曲線的失重部分的斜率有明顯的變化,說明試樣內(nèi)的不同成分的分解速率是不同的。}引2給出了5’Cmi/lti勺。,:T自山線和其微分熱重曲線(DTG);過性少也來著分解反應(yīng)是分二步進(jìn)行的第一階,,。段約從20℃開始到3幼℃左右失重量約為二。%第二階段則到560℃附近結(jié)束這二。,。

4、個(gè)階段的分解量大致相等因此表觀活化能也分二步過程進(jìn)行計(jì)算1期回(匕環(huán)只樹月旨側(cè)落2第].上千二‘,l1一找七口加多又乃幣l!!.!州1:〔的1同沁日湯漢.心欲‘4苗助Jst臼因5刃叼b山閃“曰份勻生,:奮住即份口_‘{一1」環(huán)城樹指七葉巧)泄醉--一-}一一一———一一—二-二卜一{一-一一。瓜、砂75門,/火一一稱羅翻間一一;J:i}困2TG比}咬一二DTG山(必~SC/時(shí)2動(dòng)力學(xué)參數(shù)的計(jì)算’根據(jù)rG曲線計(jì)算動(dòng)勺學(xué)參數(shù)已發(fā)民J很多方對(duì);〔‘〕按積分法刊‘fG曲線做計(jì)算是’fG曲線」,應(yīng)用得較普遍的處理方法六不同升溫速率的分叫取同火工點(diǎn)(}湘可入一

5、,一示不同的反應(yīng)程度)所對(duì)應(yīng)的溫度T按C)Za二“法公戊〔幾△刀Z。Z了.二一04567了·-lo帥一2315丹l1’(l)虧刁刀盧(a)a,、一看作常數(shù)則第二二三項(xiàng)均為常數(shù)。,::,in,產(chǎn)少將典中功是升溫速不(℃/)R是七體常.41·?！?;;10:,。數(shù)一3]4)/1I咧火‘l污丫仆日此人份到人件由直人戶J成567么刃‘.?一’,,}二、、‘呵求得表觀活能、刃(!/擠)乙不{18.獷示一!勺失熏了一_、)::。。。r,。、::。雄所對(duì)應(yīng)灼溫度T和T限據(jù)表l所列出的斂抓{比/公少石一于一,‘二;,獷爾貢沙IJ己大毛同烈科學(xué)獷報(bào)1ggx年,。,。zaa

6、作圖即圖3其中直線1是熱分解的第一步過程直線2表示的是第二步過程將Owy=a+b,,通過自編,,法公式表示為的形式BAS此程序用微機(jī)進(jìn)行線性回歸計(jì)算得:到回歸系數(shù)al=.:.,=.128856b“7155353R0983(第一步)a:=11、4227b:=一7974.973R:二.988(0第二步),。,:相關(guān)系數(shù)都接近1說明線性程度很好按公式(1)給出的關(guān)系計(jì)算表觀活化能得到△刀,=刀Xb、/0.吐567=130.26kJ加01::.二.0么E二Rxb/0456714518kJ/二1zaa,,。一,按照。w法取不同失,率對(duì)應(yīng)的溫度以,g。對(duì)于。圖可;;計(jì)

7、算出不同反應(yīng)程牛。度的表觀活化能,,如果在TG曲線上按照升溫速率和失重率變化最大時(shí)所對(duì)應(yīng)的溫度Tm的關(guān)系snger:可有如下Kisi型關(guān)系式襲1環(huán)氧樹脂熱重分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)一升溫速率小一,g-特禮認(rèn)度(‘C)’耐。:1inDTG峰值溫度T一失重80殆的溫度T。。}DTG蜂值溫度ToZ(C加){、297.忿7298.2了4455845忿、03印15一n5310.493工1.49生66.87475.36332.68334.6白4日7.11506.57335.57335.5750!.寧7506.C8一Z協(xié)△E,了AR、l、-~一二一一十‘n入百)(2)賈萬瓜氣,。。

8、在反應(yīng)級(jí)數(shù)取為1時(shí)第二項(xiàng)可看作是常數(shù)其中T是從微分熱重曲線(DTG