PVC木塑复合材料热解动力学.pdf

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1、化学工程师ChemicalEngineer2010年第1期文章编号：1002—1124(2010)Ol一0068—03=王：穆_J孵PVC木塑复合材料热解动力学；圈地；徐建中，宿磊，谢吉星，屈红强(河北大学化学与环境科学学院，河北保定071002)摘要：将木粉按一定比例添加到PVC中得到复合材料，通过热重分析研究复合材料在空气、N气氛下不同升温速率时的热解行为。通过Doyle和Tangmethod法计算了木塑材料的降解活化能。利用活化能分布函数，分析了复合材料在热解、燃烧过程中不同阶段的反应活性变化规律。研究表明，热

2、解过程可分为3个阶段，230～360~C为第一失重阶段，360～430~C为稳定阶段，430580~C为第二失重阶段。升温速率及反应气氛对热解过程有显著影响。由分布活化能模型计算表明，其热解动力学为一级反应，两个失重阶段的活化能分别为220kJ·mol和139kJ·mol～，反应活性随失重率的增加而减少。关键词：木塑复合；热重；热解动力学；活化能中图分类号：TQ050．4文献标识码：APyrolysiskineticsofwood-plasticcompositematerialsaboutPVCXUJian—zho

3、ng，SULei，XIEJi-xing，QUHong—qiang(CollegeofChemistryandEnvironmentalScience，HebeiUniversity，Baoding071002，China)Abstract：ObtaincompositematerialswhichwasaddedacertainpercentageofwoodflourtoPVC．Thermo—gravimetricanalysis(TG)wasusedtostudythepyrolysischar-acterist

4、icsofcompositematerials，atdiferentheat-ingrates，inthestreamofairorN2．Comulatethecompositematerials’distributionactivationenergythroughDoyleandTangmethod．Theresultsofthepyrolysicexperimentindicatethatthedegradationprocesscanbedividedin-tothreestages，thefirstweig

5、htlossstageof230~360~C，thermallystablestageof360-430~Candthesecondweightlossstageof430~580~(：．Thethermaldegradationbehaviorsofcompositematerialsresinareaffectedgreatlybyheatingrateandatmosphere．Activationenergiesofthemwereobtainedbyusingdistributionactivationen

6、ergymode，bywhichtheprocessofcompositematerialspyrolysiscanbedescribedbyusingthreefirst—orderreactioncorrectly．Thedistributionfunctionofenergyrevealstherulethatthereactionactivityofmasschangesindiffer-rentstagesofpyrolysis，whicl~helpstoinvestigatethemech—anismso

7、fpyrolysis，gasificationandcombustion，thereactivityreducedwiththeincreaseinweightloss．Keywords：wood-plasticcomposite；thermogravimetricanalysis；pyrolysiskinetics；activationenerg'es在国内外市场上，近几年出现了一种新型绿色使用范围等是目前研究的热点。热解作为燃烧的初环保材料——木／塑复合材料。这种材料是以木屑始阶段直接控制着火过程，继而影响随后的

8、火蔓延和废旧热塑性塑料为主要原料，经高温混炼后，成过程，因此，掌握材料的热解和燃烧过程是合理选型加工而成的，是一种廉价的新型复合材料。它是择阻燃剂、终止链反应、实现材料阻燃的重要前提。当代工业基础材料废物利用的优秀科研成果之一，PVC在使用过程中，因受到空气中O的氧化作用，有“合成木材”之称，在建筑、交通、轻工等部门具有以及光和热等外界环境的影