探索热重法和热—红联用法对工程塑料降解行为的研究

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1、工程硕士学位论文热重法和热−红联用法对工程塑料降解行为的研究TheResearchofDecompositionBehaviorofEngineeringPlasticsbyTGAandTG-FTIR学生姓名：傅宁指导老师：张勇教授专业：化学工程上海交通大学化学化工学院高分子系2010年4月上海交通大学工程硕士学位论文摘要热失重分析仪(TGA)作为测量材料在设定的气氛中质量随着温度或者时间而变化的仪器，已被广泛应用。本文通过TGA研究聚醚醚酮（PEEK）和聚碳酸酯（PC）的降解动力学。付利叶变换红外波普仪（FTIR）被成功地应用于气体的鉴定，将TGA和FTIR两种仪器的联用

2、，能够更全面地对材料的热稳定性和降解机理进行描述。本文通过TG−FTIR联用技术分析了PC和尼龙1010（PA1010）阻燃材料的热降解过程机理，研究了阻燃剂的作用。石墨、碳纤维和聚四氟乙烯（PTFE）填充的PEEK具有自润滑作用，是高性能的复合材料。本文采用TGA研究了PEEK及其复合材料的热降解行为，采用Kissinger方法和Ozawa方法计算了反应活化能(Ea)。与PEEK相比较，自润滑PEEK复合材料具有更高的降解反应活化能。PC是一类重要的无定型工程塑料，具有优异的力学性能和化学性能。多面齐聚倍半硅氧烷(POSS)不能有效改善PC的阻燃性。加入全氟丁基磺酸钾(P

3、PFBS)与POSS协同阻燃，可以得到阻燃PC材料。本文研究了PC/POSS以及PC/PPFBS/POSS复合材料的热力学性能和阻燃机理。PA1010是我国特有的品种，以蓖麻油为基础原料，在机械和化工等领域有着广泛应用。将阻燃剂POSS加入PA1010中，不能有效地改善PA1010的阻燃性，却提前了PA1010的降解温度，延缓了降解的过程。本文研究了多种POSS改性的PA1010的阻燃机理。关键词：聚醚醚酮，聚碳酸酯，尼龙1010，降解反应活化能，热重-红外联用，降解机理I上海交通大学工程硕士学位论文AbstractThermogravimetricanalysis(TGA

4、)isawidelyemployedtechniqueformeasuringthechangeinweightofasampleasafunctionoftemperatureortimeinacontrolledatmosphere.Inthispaper,thedecompositionmechanismsofpolyetheretherketone(PEEK)andpolycarbonate(PC)compositewerestudied.Fouriertransforminfraredspectroscopy（FTIR）hasbeenutilizedwithsuc

5、cessintheidentificationofgases.Thecombinationofthesetwotechniquespermitsacompletecharacterizationofmaterialintermsofthermalstabilityanddecompositionmechanisms.Inthispaper,combiningthetwotechniques,TG-FTIR,flame-retardantmechanismofPCandNylon1010（PA1010）composteswerestudied.Theself-lubricat

6、ingPEEKcomposite,whichfilledwithgraphite,carbonfiberandpolytetrafluoroethylene(PTFE),isahighperformancecomposite.ThethermaldegradationbehaviorofthePEEKandthePEEKcompositewasstudiedusingTGA,andtheapparentactivationenergy(Ea)wascalculatedbyusingKissingerandOzawamethods.ComparedwithPEEKinthet

7、hermaldegradation,theself-lubricatingPEEKcompositehashigherapparentactivationenergy.PChasgoodmechamicalpropertiesasanengineeringplastic.Itisanimportantindustrializedproducts.Flameretardant(POSS)cannotimprovetheflameretardancytoPC.Butwiththeadditionofthesynergi