聚氯乙烯钙/锌/钛纳米复合物的热解动力学

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聚氯乙烯的热稳定性、可降解性和可循环性已经成为工业和科学界急需解决的难题,而降低和取代有机锡(OT)的使用量,减少其对环境的影响已经成为未来趋势。为此本文制备了聚氯乙烯-维生素B6改性纳米二氧化钛有机/无机复合薄膜材料。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射分析仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)和静态老化实验、电导率实验及热重分析技术(TG-DTG)对该纳米复合材料进行了表征和性能测定,在不同气氛中对该薄膜材料进行了热降解动力学分析。得出下列结论:1.改性后复合材料PVC/DOTP/OT/MSt2/VB6-Ti O2(M为Ca金属)具有较强的热稳定性,均优于对照样(OT=1phr),其中含3份VB6-Ti O2的PVC薄膜热稳定性最佳。当M为Mg金属,VB6-Ti O2为1份时,室温储存前后,共混制备的复合薄膜的热稳定性亦优于对照样。当M为Zn金属,室温储存后,添加1份VB6-Ti O2的PVC薄膜热稳定性升高,仍与对照样相近,这可能是由于“锌烧”导致的结果。2.当M为Ca金属时,改性PVC复合薄膜材料的热重分析表现为:1)在氮气气氛中,该薄膜热分解经历两个阶段,第一和第二阶段分别为198.8-375.8和375.8-549.8℃;2)在空气气氛中,该薄膜的热分解经历三个阶段,第一、第二和第三阶段分别位于232.4-381.9、381.9-488.9和488.9-686.7℃区间。3.当M为Ca金属时,采用等转化率法获得的改性PVC薄膜热降解的动力学参数为:1)在氮气气氛,第一和第二分解阶段的平均表观活化能分别为114.81和214.47 k J/mol。对第一阶段拟合的热分解微分机理函数为:f(a)(28)a-31(-a)2.3244[-ln(1-a)]1.0113。2)在空气气氛,第一和第三分解阶段的平均表观活化能分别为239.03和123.56 k J/mol。对第一阶段拟合的热分解微分机理函数为:f(a)(28)a-31(-a)2.5632[-ln(1-a)]0-.5954。图[31]表[19]参[85]
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