热分析谱图综合解析

1、综合分析热分析光谱及其在高分子材料研究中的应用，差示扫描量热分析(DSC TGA)、固化过程和固化反应动力学，固化(聚合)动力学是基于固化反应能否进行是由固化反应的表观活化能决定的，而表观活化能直接反映了固化反应的难易程度。首先，用差示扫描量热曲线进行动力学分析应遵循以下假设：(1)放热曲线的总面积与固化反应的总放热成正比。(2)固化过程中的反应速率与热流速率成正比。h代表整个固化反应的放热，dH/dt是热流率，d/dt是固化反应率。(3)反应速率方程可由下式表示，其中f()是固化反应程度的函数，其形式由固化机理决定，k (T)是反应速率常数，其形式由阿伦尼乌斯方程决定。固化模型：N级反应和自

2、催化反应型N级反应：自催化反应：M和N是反应级，k1和k2是具有不同活化能和指数前因子的反应速率常数。将方程的两边微分，取T=TP。此时，得到以下方程：基辛格方程，与此无关，其值约等于1，然后将上述方程简化为：取方程两边的对数，得到最终的基辛格方程：其中，加热速率为k/min；Tp、k的峰值温度；AArrhenius指前置因子，1/s；表观活化能，j/mol；r理想气体常数，8.314 jmol-1k-1；f)转化率(或固化度)。基辛格法是利用热分析曲线的峰值温度Tp与升温速率之间的关系，用微分法对热分析曲线进行动态分析的方法。根据基辛格公式，得到了不同升温速率下的差示扫描量热曲线，并找出了相

3、应的峰值温度。然后，可以通过1/Tp的线性回归获得直线。表观活化能Ek可以从直线的斜率获得，而指数前因子A可以从截距获得。也可以通过以下公式计算：克雷恩方程：固化反应级数，小泽法：避开反应机理函数，直接计算E值，从而避免不同反应机理函数引起的可能误差。根据Ozawa公式，ln线性回归为1/Tp，表观活化能Eo可由斜率得到。Ozawa方程：反应活化能，利用差示扫描量热曲线的峰值温度TP与升温速率的关系，当E/(nR)2Tp时，斜率为-E/(nR)通过ln-1/Tp的线性回归，从而可以计算出反应级数。固化体系的动态DSC曲线分析，不同升温速率、固化温度下的DSC曲线，根据Kissinger和Oza

4、wa方程，分别用-1/Tp和ln对1/Tp进行线性回归，得到回归方程和相关系数。表观活化能Ek和E0由直线的斜率获得，指数前因子A由截距获得。固化反应级数n可以用克雷恩法求得。用Kissinger方法和Ozawa方法得到了反应活化能的线性回归图。表观动力学参数的计算结果为52.46千焦/摩尔，0.57.05千焦/摩尔，反应级数为0.991。等温差示扫描量热曲线、热分解动力学，包括等温和恒定加热速率方法。恒定加热速率法是最快的。在生命周期图中获得的最终利益。计算活化能转换曲线最终的好处是预测曲线“寿命图”。动力学分析，动力学过程进行的速度不仅取决于样品所处的温度，还取决于它在该温度下所花费的时间

5、。典型地，动力学分析涉及获得诸如活化能(Ea)、反应级数(n)等参数。嘿。热重分析动力学实例，重量(%)，热重分析动力学-升温速率与温度的关系，活化能斜率。热重分析动力学-预计寿命，案例1环氧树脂的热降解机理，热重分析曲线综合分析，空气中的失重分为两个阶段。从第一阶段到430，第二阶段的体重下降速度比第一阶段快47%，并且完全消失。100 80 60 40 200，100 200 300 400 500 600 700，12.5C/min 10C/min 7.5C/min 5C/min 2.5C/min，重量(%温度(C)，静态空气、47%，100 90 80 70 60第一阶段也达到430，

6、第二阶段的失重比第一阶段慢47%，在700时保持30%，100 80 60 40 200，100 200 300 400 500 600 700，N2空气，重量(%)，温度(c)，不同的大气。空气中在10C/分钟有两个峰值，在氮气中只有一个峰值，100 80 60 40 200，100 100 90 80 70 60 50 40 30，100 200 300 400 500在第一阶段，不同气氛下的失重、失重速率和完成温度是相同的，而第二阶段的失重行为因不同气氛而完全不同，这表明该机理一定与氧有关。 至430 c:1035-1142cm-1(c-o-c)和-S-1361cm-1(c-n)3407

7、-3638cm-1(OH)至500 c:824cm-1(c-h)(包括苯环上的那些)1604 cm-1(苯环)2921-2921第一阶段是弱键的断裂，如羟基、二氯甲烷、三氯甲烷、氯化萘、硫和COC，以除去非碳原子和剩余碳第二阶段是碳的氧化，它与氧密切相关。结论，案例2低聚物含量与聚丙烯热稳定性，研究目的：1。聚丙烯热失重过程及机理。稳定器、的功能。)异构体。)=250摄氏度，t1，T2，T3，T4，100.0 99.9 99.8 99.7 99.6 99.5 99.4 99.3 99.2 99.1 99.0 89.9，0.0 100 200 300 400 500 600 700 800 90

8、0 1000，重量160摄氏度：减少0.3%重量后保持稳定。190，线性发展。外推低聚物含量：w1，w2，随温度增加。结果表明，失重的机理有两种：(1)低聚物迅速下降；(2)聚合物的等温热重结果，线性，纯聚丙烯，0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0。稳定化聚丙烯的等温热重结果，低聚物含量，% wt，不含稳定剂，含稳定剂，100 . 099 . 599 . 098 . 097 . 597 . 096 . 5，0.0500 1000 1500 2000 . 25000 . 150000000005重量(wt%)，时间(min)，聚丙烯样品加稳定剂，不含稳定剂的聚丙烯粉末样品，250等温热重，

9、稳定剂温升TG 1c/min，温度(c)，100 140 180 220 260 300 340 380 420 460，1.00 0.50 0.00，含稳定剂的空气，不含稳定剂的空气，%重量，含稳定剂的氮气稳定系统： 0 0.08%重量离子0.08%重量离子1010、1。氧气促进降解2。稳定剂仅在惰性环境中有效，受大气影响、聚丙烯的热失重主要有两种机理：纯聚丙烯解聚和降解的初始降解温度为190，在加热条件下，氧气加速了降解。结论：将初始降解温度提高到240，并保证稳定时间，只有在惰性气氛下才有效。案例3:建筑材料的热稳定性。背景：非极性聚合物，如聚丙烯，在用作印刷材料时需要极化。用ASB(三

10、叠氮磺酰基苯甲酸)羧化是方法之一。目的：考察接枝到聚丙烯上的ASB本身的热稳定性，4 mg ASB，30-50，5C/min。经过两步分解，DTGA上的两个峰分别位于191和320。140-220之间的重量损失为24.4重量%。三个氮原子的重量为18.5%。表明体重减轻还有其他原因。0.0013 0.0010 0.0008 0.0005 0.0003 0.0000，CO2，2364，叠氮基2132，1765，SO2，1376，1348，1177，4000 3500 3000 2500 2000 1750 1500 1250 1000 750 450，波数(cm-1二氧化碳表示脱羧，而二氧化硫和

11、其他峰表示锑本身的分解。COOH，O=S=O，N N N，=，强度(a.u .)，时间，分钟(温度。=180)，质量曲线，CO2曲线，SO2曲线，SO2绝对值。在1376，0.0008 0.0006 0.0004 0.0002，0.0032 0.0024 0.0016 0.0008 0.0000，100 95 90 85 80 75，0 510 15 20 25 30 35 40，CO2绝对压力。在2364、125、150、175时，橘色和粉末线：红外吸收-时间曲线显示氮去除先于SO2和CO2。160-200之间的实验曲线相似。SO2和CO2的释放量可以通过校正吸收时间曲线的面积、温度cso2

12、(重量%) CO2(重量%)1601 . 01 . 4 1701 . 21 . 8 1801 . 02 . 3 1901 . 13 . 5 2001 . 13 . 3 0 . 0016 0 . 0013 0 . 0010 0 . 0006 0 . 0003 0 . 0000、CO2 2364、4000 3500来获得吸水率为64%重量，但没有观察到明显的膨胀，这被怀疑是玉米淀粉的目的。以纯玉米淀粉为对照，用热重/红外/质谱对各组分进行了表征。例4，玉米聚合物的鉴定、100 95 90 85 80 75 70 65 60，一阶导数(%)/min)，0.40.20.0-0.2-0.4-0.6-0.8-1.0，50 100 150 200 250 300 350，温度重量(%)，t1t2y1y2，30.165 c 131.686 c 99.9