聚氨酯結晶動力學及熱分解行為的研究.pdf

1、本文研究了聚氨酯的非等溫熔體結晶過程和聚氨酯在氮氣和空氣氣氛下的熱分解行為。采用DSC法研究了聚氨酯在不同降溫速率時非等溫熔體結晶過程,并且深入分析了聚氨酯非等溫熔體結晶過程中的相對結晶度與結晶時間的關系。通過數(shù)學模擬可以發(fā)現(xiàn)聚氨酯熔體結晶的結晶時間與降溫速率之間存在較嚴格的指數(shù)關系(tX=Aexp(-β/C)+D),并且總的表觀結晶時間與降溫速率之間也是存在很好的指數(shù)關系(△tc=33exp(-β/1.94)+3.997)。
　

2、　 本文采用Avrami方法、Ozawa法等解析聚氨酯的非等溫熔體結晶過程,結果發(fā)現(xiàn)聚氨酯的結晶機理在不同的結晶時期是不一樣的,同時還發(fā)現(xiàn)結晶速率隨著降溫速率的增大而增大。
　　 利用基辛格法、OFW法和Friedman法求算了聚氨酯非等溫熔體結晶過程的結晶活化能,計算結果顯示聚氨酯熔體結晶過程的結晶活化能隨著結晶過程的進行而不斷變化,說明在不同的結晶度時聚氨酯的結晶機理是不一樣的。
　　 研究了聚氨酯在惰性氣氛(氮氣

3、)和空氣氣氛下的熱分解行為,結果發(fā)現(xiàn)不同氣氛下的分解行為差異很大,說明氧氣的存在很大程度上影響到了聚氨酯的熱分解行為,同時還發(fā)現(xiàn)兩種氣氛下分解的第一步幾乎是同樣的,說明氧氣的存在沒有影響聚氨酯熱分解的第一步。
　　 采用TG-FTIR-MS研究了聚氨酯氮氣和空氣氣氛下逸出氣體的組分,發(fā)現(xiàn)在氮氣氣氛下分解得到的氣體組分非常復雜,含有多種短鏈段烴類、醇類、胺類、醛類還有二氧化碳和四氫呋喃等化合物,而在空氣氣氛下聚氨酯分解生成的氣體組

4、分則主要是二氧化碳、水還有少量的碳氫化合物和一氧化碳等。
　　 采用了多元非線性擬合技術研究了聚氨酯在氮氣氣氛下升溫速率分別為5、10、15和20k/min時的熱分解動力學,結果顯示聚氨酯在惰性氣氛下分解最有可能的動力學反應模型為A1→B2→C3→D,各步反應的反應機理函數(shù)均為Fn(n級反應f(α)=(1-α)n),各步反應的分解解活化能、logA(S-1)和反應級數(shù)分別為:(1)153.56KJ/mol、11.19和3.04,