非等温热重法研究聚苯醚热分解动力学.pdf

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1、现代塑料加工应用2011年第23卷第2期·40·MODERNPLASTICSPR0CESSINGANDAPPLICAT10NS非等温热重法研究聚苯醚热分解动力学张声春杭祖圣谈玲华(南京工程学院材料工程学院，江苏南京，211167)摘要：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)为211．64M／mol，指前因子(A)的平均值为6．24×10S，也获得了对应的热分解动力学方程。关键词：非等温热重法聚苯醚热

2、分解迭代法StudyofThermalDecompositionofP0ly(phenyleneoxide)byNon—IsothermalThermogravimetryZhangShengchunHangZushengTanLinghua(DepartmentofMaterialEngineering，NanjingInstituteofTechnology，Nanjing，Jiangsu，211167)Abstract：Non—isothermalthermogravimetrywasusedtostudythedecomposition

3、kineticsofpoly(phenyleneoxide)(PPO)．Theactivationenergy(E)wascalculated．Inte—gralmethodwith36typesofkineticfunctionwasproposedtodefinethemostprobableki—neticfunction．Thedecompositionkineticparametersaredetermined，themostprobabIeki—neticfunctionisgained，theEis211．64kJ／mo1，the

4、pre—exponential(A)is6．24×10S．andthecorrespondingthermaldecompositiondynamicfunctionisgained．Keywords：non—isothermalthermogravimetry；poly(phenyleneoxide)：thermaldecom—position：iterativeproceduremethod聚苯醚是1种典型的工程塑料，具有优良的Mettle>Toledo公司的TGA／SDTA851e型热失力学性能、耐热性和电气绝缘性，吸湿性低，强度重分析仪

5、进行分析，气氛选用氮气，升温速率5，高，尺寸稳定性好，高温下耐蠕变性是所有热塑10，15，20，3O℃／min，从100~800℃，氮气气流速性工程塑料中最优的口]。本研究中通过热失重率为3Ocm。／rain。基于TG的试验结果，采用分析(TG)法研究了聚苯醚的热分解行为，通过Origin软件绘制微分热失重(DTG)曲线。无模型方法计算热分解的动力学参数并进行了比较；采用线性拟合的方法确定反应模型，为了2结果与讨论避免反应模型选择引入的误差，采用了36种机理函数预测可能的机理，以期为聚苯醚热分解机2．1热分解动力学理论基础理的研究提供参考。采用

6、TG法研究反应动力学的优点是快速、1试验部分收稿日期：2010—12—02；修改稿收到日期：2011-O1—24。作者简介：张声春，博士研究生，讲师，主要研究方向为聚合取聚苯醚(牌号LXR040，蓝星化工新材料有物材料制备及改性研究，E-mail：zhangsc@njit．edu．crl。限公司芮城分公司生产)粉末样品约2mg，采用基金项目：南京工程学院科研基金项目(KXJ08056)。张声春等．非等温热重法研究聚苯醚热分解动力学样品用量少、不需要对反应物和产物进行定量测于没有精确的分析手段，许多研究者采用了数学定、可在整个反应温度区间连续计算

7、动力学参上的近似法。虽然FWO，KAS等方法在大多数数。某聚合物热分解过程任一时刻()样品的失情况下比模型方法得到更好的结果，但它们都被重率(a)，在一定温度下，可将时间与a级数与反所选择的近似温度积分所限制，因此可能造成不应物浓度函数Ef(a)]通过速率常数Ek(T)]联立合理的过度简化，当E／RT较小时需要进行以表示热解过程，如公式(1)所示。修正。(da)迭代法也可计算E_4]，其计算如公式(5)T一是(T)厂(口)(1)所示。反应速率常数与温度的关系遵循Arrhe—n一㈤nius关系式，为了估算温度与a之间的关系，将动力学模型与Arrh

8、enius关系式联立可得公其中，z等于E／RT；h(z)等于(+式(2)。18x。+88x0+96x)／(z+20x。+120x+da240x+120