热重法在高聚物中的应用
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聚丙烯 低压聚乙烯 高压聚乙烯 聚苯乙烯 ABC共聚物 聚丁二烯 聚异戊二烯
棉花
TD K 503 528 531 490 506 436 440 482 460 379
T1% K 548 555 588 591 548 603 557 507 513 488
表2-11 某些高聚物热稳定性的对比表(续)
图2-27 NH4ClO4和NH4Cl对聚甲醛树脂热降解性的影响 1. 2%NH4ClO4;2. 2%NH4Cl;3. 2%(CH3)4NClO3 4. 2%(CH3)4NCl;5. 聚甲醛树脂
通过一系列的研究表明,添加剂的酸性越强聚甲醛树脂热 稳定性下降越多,并且添加剂可降低活化能30-88%。 热重法测定高聚物的成分是极为方便的。通过热重曲线可 以把高聚物的含量、含碳量和灰分测定出来。例如测定添 加无机填料的聚苯醚的成分时,试样先在氮气气流中加热, 达到分解温度(450-550℃)以后,自动气体转换开关立 即与空气气流接通,碳被氧化成CO2。热重曲线中出现第 二个失重平台。最后得到的稳定残渣为惰性的无机填料和 灰分,如图2-28所示。
为氧气以保证有机物完全燃烧。最后剩下惰性无机
填料约3.5%。
图2-31 测定聚氯乙稀中增塑剂DOP
在含有发泡剂的高聚物中,通常可根据发泡剂分
解出的氮气量来测定发泡剂的含量,但是利用热
重法更简便。含发泡剂量不同的低密度聚乙烯泡 沫塑料的热重曲线具有明显的差别,如图2-32所 示[51]。实验时,在氮气气流中试样以100℃/min 的升温速率加热到180℃,促进发泡过程的进行。 然后,用5℃/min的升温速率从180℃缓慢加热到 210℃,以保证气体在聚乙烯降解前从熔融的试 样中扩散出来。
506
548
360
548
440
557
361
559
514
557
表2-13 升温速率对TD和T1%的影响(续)
1
聚丁二烯
3
5
10
乙烯-醋酸乙烯
1
酯共聚物
10
聚苯乙烯
1
10
1
聚四氟乙烯
5
10
524
564
521
562
508
562
482
567
497
570
517
564
425
593
436
603
714
762
705
图2-28 添加填料的聚苯醚TG曲线
分析结果为:聚苯醚65.31%、含碳量29.50%、残渣含量 5.44%。
(3) 高聚物中共混物的测定
图2-29 聚四氟乙烯和缩醛混合物的TG曲线
热重法也可用于高聚物的混合物的测定,例如聚四氟乙烯与缩醛混聚物 的相对含量可通过热重曲线很方便地分析出来,见上图。在TG曲线上明 确地表示出该混聚物含有缩醛树脂80%和聚四氟乙烯20%。
图2-32 用测定聚乙烯中发泡剂的含量
自210℃到700℃以50℃/min的升温速率加热,使试样 高温分解。为了除掉含碳残渣,此时应将气流转换成 氧气。
通过以上讨论,充分说明热重法在研究高聚物方面可 以获得很有用的数据。应该指出,实际上热重数据的 解释和估算是复杂的。因为热重曲线只表示出失重过 程,并不表示高聚物分解机理。在高聚物的分解过程 中,往往由于扩散、热量转换、粒度和致密度的影响 使反应复杂化。另外,高聚物在热重分析过程中的反 应热和反应产物的挥发性也会影响热重法的测量结果。 例如线型聚乙烯在空气中以不同的升温速率热分解时, 所得TG曲线差别很大,见图2-33。在这些热重曲线中 以2.4K/min较低的升温速率进行加热,聚乙烯大约在 673K处呈现处明显的突变,从而可以推断这与聚乙烯 热分解机理发生变化有关。
(4) 高聚物中挥发性物质的测定
在塑料加工过程中逸出的挥发性物质,即使 极少量的水分、单体或溶剂都会产生小的气 泡,而使产品的外观和性能受到影响。热重 法能有效地检测出在加工前塑料所含有的挥 发性物质的总含量,例如玻璃纤维增强尼龙 中的含水量的测定,如图2-30所示。从TG曲 线可计算出该尼龙材料的含水量为2%。
图2-30 玻璃纤维增强尼龙的TG曲线
又 如 对 聚 氯 乙 烯 ( PVC ) 中 增 塑 剂 邻 苯 二 辛 酯 (DOP)的测定[50],见图2-31。在测定过程中先 以每分钟160℃的升温速率加热,达到200℃后等温 4分钟。这4分钟足以使98%的增塑剂扩散到试样表 面而挥发掉。然后用每分钟80℃的升温速率加热。 并且在200℃以后通过气体转换阀将氮气气流转换
近三十年来,高聚物的发展是惊人的,特别是, 为了满足宇航工业的要求而研制出的各种各样耐 高温的高聚物。关于高聚物热稳定性的评价至今 已作了大量研究工作。测定高聚物相对稳定性的 方法有:非等温热重法、等温热重法、差热分析、 热机械分析等等。其中以非等温热重法使用得最 为广泛。例如利用热重法获得6种耐高温的高聚物: 聚砜、聚碳酸酯、聚酰亚胺薄膜、聚芳酰胺、聚 苯醚、聚苯并咪唑的具有明显差别的热降解曲线, 见图6-2-1。
T1% K 310 308 436 450 455 457 501 507 523 513
表2-13 升温速率对TD和T1%的影响(续)
聚氧化甲烯
1
10
聚甲基异丁烯酸
1
酯
10
1
高压聚乙烯
5
10
ABS共聚物
5
10
聚醋酸乙烯酯
1
10
474
542
503
548
463
543
528
555
485
548
506
546
766
746
775
Arnold对高温聚合物的稳定性和稳定性与 结构关系作了全面的总结和讨论。他认为 非等温热重法是测定高温聚合物短期热稳 定性比较好的方法。如果所选择的温度合 适,可由等温重量分析来确定高聚物的长 期热稳定性。
(2) 添加剂对高聚物热稳定性影响的测定
通常使用的高聚物中往往加入各种各样的添加剂 来改善高聚物的性能,可是这些添加剂的加入会 给高聚物的热稳定性带来较大的影响。
图2-25高聚物的TG曲线
Cullis等对一些有机高聚物的热稳定性进行 了研究和对比,他们用10mg试样,在氮气 和10/min升温速率下测定了TD和T1%值, 数据列于表2-11中。有关高聚物的特征热 重曲线如图2-25所示。
表2-11 某些高聚物热稳定性的对比表
聚合物 聚氧化甲烯 聚甲基异丁烯酸酯
图6-2-2 五种高聚物热稳定性的TG曲线
实际上,在解释非等温热重曲线时关于高聚物热 稳定的临界温度的标准并不统一。至今,所采用 的标准有下列几种:拐点温度、起始失重温度、 最大失重速率温度、积分程序分解温度预定的失 重百分数温度、外推起始温度和外推终止温度等 等。现仅对其中几种标准作如下简要的介绍和讨 论。
热重法在高聚物中的应用
自六十年代开始,热重法在研究高聚物性质上已 获得大量应用。这方面的研究工作不仅在应用上 而且在高聚物理论上都有很大价值。所涉及的研 究工作大致有下列几个方面:
➢测定高聚物的热稳定性、热稳定性与结构和构
型的关系以及添加剂对高聚物性质的影响。
➢高聚物热降解过程和机理。 ➢高聚物的降解动力学。
555
基伦-F
410
氟橡胶A
460
硅树脂
505
积分程序分解温度是衡量高聚物热稳定性的一种指标, 是一种具有实用价值和通用性的指标。Happey[42]采 用积分程序分解温度法测定了纤维的IPDT值,并以此 对比了各种天然和合成的纤维材料的热稳定性。
③预定的失重百分比温度
虽然热重法衡量热稳定性的标准有许多种,但是通常采 用起始分解温度TD作为评定高聚物热稳定性的指标。 实际上,根据热重曲线确定起始分解温度TD是很困难 的。于是提出以各种失重百分数的温度作为评价热稳定 性的指标,例如国际标准局规定失重20%和50%两点连 线与基线交点作为分解温度。还有以失重1%、10%和 50%的温度作为评定的标准等等。最近,有不少研究者 采用失重1%的温度(T1%)作为热稳定性的评定标准。 主要由于这种方法很简便,而且受试样重量和加热速率 的影响要比起始分解温度法小得多。
①起始失重温度和最大失重速率温度
Wrasidlo等He气下利用热重法研究了几种杂环高 聚物的氧化性和热降解。这些杂环高聚物包括聚 苯并咪唑、聚苯并噁唑、聚苯并噻唑、聚喹喔啉 以及聚酰亚胺。所测定的相对热稳定的结果列于 表2-9。
表2-9 杂环高聚物在He气中的相对热稳定性
高聚物
起始失重温 最大失重速 最大失重速率
A=
面积 面积
OAFG OACG
(2-30)
OAFG
A=
OACG
图2-24 根据高聚物的TG曲线求算积分程序分解温度
然后,通过下列方程式把A转换成温度TA:
TA 875 A 25
(2-31)
TA是一个假设温度。并假定所研究的高聚物在 990℃以前是完全挥发的。
由于所对比的材料多数具有难挥发的成分,在 900℃以前不能完全挥发,所以还要引进一个校 正因子K。K为25℃到TA温度的TG曲线下的面积 (DAHE部分)与由TA和剩余重量部分所围成的 矩形面积(DABE部分)之比。于是通过下列关 系可求得积分程序分解温度值:
②积分程序分解温度(IPDT)法
该法是根据失重曲线下面的面积来分析高 聚物的热稳定性。将所有要对比的高聚物 处 在 相 同 的 程 序 条 件 下 , 测 定 25-900℃ 温 度范围内的热重曲线,如图2-24所示。
先将TG曲线下的面积A(OAFG部分)以 占图总面积(OACG部分)的分数表示, 即
聚乙烯醇
337
379
羊毛
413
463
尼龙-6
583
硅油
418
450
聚偏二氟乙烯
628
683
聚氯乙烯
356
457
聚四氟乙烯
746
775
他们还研究了试样重量和升温速率对TD和T1%的影响,实 验结果分别列于表2-12和表2-13。从这些数据可清楚看到 T1%法要比TD法好。
表2-12 聚丁二烯的重量对TD和T1%的影响
(1) 高聚物热稳定性的评价
图6-2-1 热重法评价高聚物的热稳定性 1. 聚苯酰胺;2. 聚碳酸酯;3. 聚苯醚; 4. 聚酰亚胺薄膜;5. 聚苯并咪唑;6. 聚砜
由于通常从热重曲线测得的高聚物的分解温度在很 大程度上取决于实验条件和实验方法,所以严格地 对比高聚物的热稳定性只能在相同的实验条件下进 行 。 Chiu 在 相 同 实 验 条 件 下 测 定 了 聚 氯 乙 烯 (PVC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、高压聚 乙烯(HPPE)、聚四氟乙烯(PTFE)和芳香聚四 酰亚胺(PI)的热重曲线,如图6-2-2所示。 根据热重曲线能够很简便地比较高聚物的热稳定性。 显然,这种对比方法只要严格控制好实验条件可以 获得比较可靠的结果。
聚丁二烯重量mg
9.6 19.0 36.5 78.2
TD K
524 521 508 482
T1% K
564 562 562 567
表2-13 升温速率对TD和T1%的影响
高聚物 聚4乙烯吡啶
硅油 聚乙烯醇 聚乙二醇 聚异戊二烯
升温速率℃/min 1 10 1 10 1 10 1 10 1 10
TD K 298 298 376 418 360 356 413 444 289 460
度℃
率温度℃
%/min
聚苯并噻唑
635
750
1.1
聚酰亚胺
560
700
0.5Biblioteka Baidu
聚苯并咪唑
585
690
1.8
聚苯并噁唑
550
675
1.1
聚喹喔啉
520
550
1.0
他们根据这些高聚物的起始失重温度和 最大失重速率温度所得的热稳定性次序 与Ehlers发表的数据并不一致。后者认 为聚苯并噁唑要比聚酰亚胺稳定得多。 通常在氦气中复杂降解机理的热重曲线 会显得更为复杂,相反地,氧化降解的 失重曲线要简单得多,因为在空气中高 聚物可100%挥发,最大失重速率要比 氦 气 中 高 3-5 倍 , 并 且 在 空 气 中 最 大 失 重速率温度也比在氦气中高50-100℃。
IPDT(。C) =875KA+25
(2-32)
一些常见高聚物的积分程序分解温度的数据见表2-10。实 验结果表明由这种方法所测得的数据重复性比较好。
表2-10 常见高聚物的积分程序分解温度
高聚 物
积分程序分解温度℃
聚苯乙烯
395
顺式丁烯二酸酐固化的环氧树脂
405
有机玻璃
345
尼龙-66
419
聚四氟乙烯
Tompa研究了增能添加剂如高氯酸铵、氯化铵、 (CH3)4NClO4和(CH3)4NCl等等对聚醛树脂、聚酯 和聚酰胺热稳定性的影响。对热稳定性的影响可 在氮气或空气气氛下通过等温或非等温热重法测 定。各种增能添加剂对聚甲醛树脂的影响的测定 结果如图2-27所示。可清楚看到,由于添加剂的 加入使热重曲线移向较低的温度,即挥发速率增 大。
棉花
TD K 503 528 531 490 506 436 440 482 460 379
T1% K 548 555 588 591 548 603 557 507 513 488
表2-11 某些高聚物热稳定性的对比表(续)
图2-27 NH4ClO4和NH4Cl对聚甲醛树脂热降解性的影响 1. 2%NH4ClO4;2. 2%NH4Cl;3. 2%(CH3)4NClO3 4. 2%(CH3)4NCl;5. 聚甲醛树脂
通过一系列的研究表明,添加剂的酸性越强聚甲醛树脂热 稳定性下降越多,并且添加剂可降低活化能30-88%。 热重法测定高聚物的成分是极为方便的。通过热重曲线可 以把高聚物的含量、含碳量和灰分测定出来。例如测定添 加无机填料的聚苯醚的成分时,试样先在氮气气流中加热, 达到分解温度(450-550℃)以后,自动气体转换开关立 即与空气气流接通,碳被氧化成CO2。热重曲线中出现第 二个失重平台。最后得到的稳定残渣为惰性的无机填料和 灰分,如图2-28所示。
为氧气以保证有机物完全燃烧。最后剩下惰性无机
填料约3.5%。
图2-31 测定聚氯乙稀中增塑剂DOP
在含有发泡剂的高聚物中,通常可根据发泡剂分
解出的氮气量来测定发泡剂的含量,但是利用热
重法更简便。含发泡剂量不同的低密度聚乙烯泡 沫塑料的热重曲线具有明显的差别,如图2-32所 示[51]。实验时,在氮气气流中试样以100℃/min 的升温速率加热到180℃,促进发泡过程的进行。 然后,用5℃/min的升温速率从180℃缓慢加热到 210℃,以保证气体在聚乙烯降解前从熔融的试 样中扩散出来。
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表2-13 升温速率对TD和T1%的影响(续)
1
聚丁二烯
3
5
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乙烯-醋酸乙烯
1
酯共聚物
10
聚苯乙烯
1
10
1
聚四氟乙烯
5
10
524
564
521
562
508
562
482
567
497
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517
564
425
593
436
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图2-28 添加填料的聚苯醚TG曲线
分析结果为:聚苯醚65.31%、含碳量29.50%、残渣含量 5.44%。
(3) 高聚物中共混物的测定
图2-29 聚四氟乙烯和缩醛混合物的TG曲线
热重法也可用于高聚物的混合物的测定,例如聚四氟乙烯与缩醛混聚物 的相对含量可通过热重曲线很方便地分析出来,见上图。在TG曲线上明 确地表示出该混聚物含有缩醛树脂80%和聚四氟乙烯20%。
图2-32 用测定聚乙烯中发泡剂的含量
自210℃到700℃以50℃/min的升温速率加热,使试样 高温分解。为了除掉含碳残渣,此时应将气流转换成 氧气。
通过以上讨论,充分说明热重法在研究高聚物方面可 以获得很有用的数据。应该指出,实际上热重数据的 解释和估算是复杂的。因为热重曲线只表示出失重过 程,并不表示高聚物分解机理。在高聚物的分解过程 中,往往由于扩散、热量转换、粒度和致密度的影响 使反应复杂化。另外,高聚物在热重分析过程中的反 应热和反应产物的挥发性也会影响热重法的测量结果。 例如线型聚乙烯在空气中以不同的升温速率热分解时, 所得TG曲线差别很大,见图2-33。在这些热重曲线中 以2.4K/min较低的升温速率进行加热,聚乙烯大约在 673K处呈现处明显的突变,从而可以推断这与聚乙烯 热分解机理发生变化有关。
(4) 高聚物中挥发性物质的测定
在塑料加工过程中逸出的挥发性物质,即使 极少量的水分、单体或溶剂都会产生小的气 泡,而使产品的外观和性能受到影响。热重 法能有效地检测出在加工前塑料所含有的挥 发性物质的总含量,例如玻璃纤维增强尼龙 中的含水量的测定,如图2-30所示。从TG曲 线可计算出该尼龙材料的含水量为2%。
图2-30 玻璃纤维增强尼龙的TG曲线
又 如 对 聚 氯 乙 烯 ( PVC ) 中 增 塑 剂 邻 苯 二 辛 酯 (DOP)的测定[50],见图2-31。在测定过程中先 以每分钟160℃的升温速率加热,达到200℃后等温 4分钟。这4分钟足以使98%的增塑剂扩散到试样表 面而挥发掉。然后用每分钟80℃的升温速率加热。 并且在200℃以后通过气体转换阀将氮气气流转换
近三十年来,高聚物的发展是惊人的,特别是, 为了满足宇航工业的要求而研制出的各种各样耐 高温的高聚物。关于高聚物热稳定性的评价至今 已作了大量研究工作。测定高聚物相对稳定性的 方法有:非等温热重法、等温热重法、差热分析、 热机械分析等等。其中以非等温热重法使用得最 为广泛。例如利用热重法获得6种耐高温的高聚物: 聚砜、聚碳酸酯、聚酰亚胺薄膜、聚芳酰胺、聚 苯醚、聚苯并咪唑的具有明显差别的热降解曲线, 见图6-2-1。
T1% K 310 308 436 450 455 457 501 507 523 513
表2-13 升温速率对TD和T1%的影响(续)
聚氧化甲烯
1
10
聚甲基异丁烯酸
1
酯
10
1
高压聚乙烯
5
10
ABS共聚物
5
10
聚醋酸乙烯酯
1
10
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542
503
548
463
543
528
555
485
548
506
546
766
746
775
Arnold对高温聚合物的稳定性和稳定性与 结构关系作了全面的总结和讨论。他认为 非等温热重法是测定高温聚合物短期热稳 定性比较好的方法。如果所选择的温度合 适,可由等温重量分析来确定高聚物的长 期热稳定性。
(2) 添加剂对高聚物热稳定性影响的测定
通常使用的高聚物中往往加入各种各样的添加剂 来改善高聚物的性能,可是这些添加剂的加入会 给高聚物的热稳定性带来较大的影响。
图2-25高聚物的TG曲线
Cullis等对一些有机高聚物的热稳定性进行 了研究和对比,他们用10mg试样,在氮气 和10/min升温速率下测定了TD和T1%值, 数据列于表2-11中。有关高聚物的特征热 重曲线如图2-25所示。
表2-11 某些高聚物热稳定性的对比表
聚合物 聚氧化甲烯 聚甲基异丁烯酸酯
图6-2-2 五种高聚物热稳定性的TG曲线
实际上,在解释非等温热重曲线时关于高聚物热 稳定的临界温度的标准并不统一。至今,所采用 的标准有下列几种:拐点温度、起始失重温度、 最大失重速率温度、积分程序分解温度预定的失 重百分数温度、外推起始温度和外推终止温度等 等。现仅对其中几种标准作如下简要的介绍和讨 论。
热重法在高聚物中的应用
自六十年代开始,热重法在研究高聚物性质上已 获得大量应用。这方面的研究工作不仅在应用上 而且在高聚物理论上都有很大价值。所涉及的研 究工作大致有下列几个方面:
➢测定高聚物的热稳定性、热稳定性与结构和构
型的关系以及添加剂对高聚物性质的影响。
➢高聚物热降解过程和机理。 ➢高聚物的降解动力学。
555
基伦-F
410
氟橡胶A
460
硅树脂
505
积分程序分解温度是衡量高聚物热稳定性的一种指标, 是一种具有实用价值和通用性的指标。Happey[42]采 用积分程序分解温度法测定了纤维的IPDT值,并以此 对比了各种天然和合成的纤维材料的热稳定性。
③预定的失重百分比温度
虽然热重法衡量热稳定性的标准有许多种,但是通常采 用起始分解温度TD作为评定高聚物热稳定性的指标。 实际上,根据热重曲线确定起始分解温度TD是很困难 的。于是提出以各种失重百分数的温度作为评价热稳定 性的指标,例如国际标准局规定失重20%和50%两点连 线与基线交点作为分解温度。还有以失重1%、10%和 50%的温度作为评定的标准等等。最近,有不少研究者 采用失重1%的温度(T1%)作为热稳定性的评定标准。 主要由于这种方法很简便,而且受试样重量和加热速率 的影响要比起始分解温度法小得多。
①起始失重温度和最大失重速率温度
Wrasidlo等He气下利用热重法研究了几种杂环高 聚物的氧化性和热降解。这些杂环高聚物包括聚 苯并咪唑、聚苯并噁唑、聚苯并噻唑、聚喹喔啉 以及聚酰亚胺。所测定的相对热稳定的结果列于 表2-9。
表2-9 杂环高聚物在He气中的相对热稳定性
高聚物
起始失重温 最大失重速 最大失重速率
A=
面积 面积
OAFG OACG
(2-30)
OAFG
A=
OACG
图2-24 根据高聚物的TG曲线求算积分程序分解温度
然后,通过下列方程式把A转换成温度TA:
TA 875 A 25
(2-31)
TA是一个假设温度。并假定所研究的高聚物在 990℃以前是完全挥发的。
由于所对比的材料多数具有难挥发的成分,在 900℃以前不能完全挥发,所以还要引进一个校 正因子K。K为25℃到TA温度的TG曲线下的面积 (DAHE部分)与由TA和剩余重量部分所围成的 矩形面积(DABE部分)之比。于是通过下列关 系可求得积分程序分解温度值:
②积分程序分解温度(IPDT)法
该法是根据失重曲线下面的面积来分析高 聚物的热稳定性。将所有要对比的高聚物 处 在 相 同 的 程 序 条 件 下 , 测 定 25-900℃ 温 度范围内的热重曲线,如图2-24所示。
先将TG曲线下的面积A(OAFG部分)以 占图总面积(OACG部分)的分数表示, 即
聚乙烯醇
337
379
羊毛
413
463
尼龙-6
583
硅油
418
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聚偏二氟乙烯
628
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聚氯乙烯
356
457
聚四氟乙烯
746
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他们还研究了试样重量和升温速率对TD和T1%的影响,实 验结果分别列于表2-12和表2-13。从这些数据可清楚看到 T1%法要比TD法好。
表2-12 聚丁二烯的重量对TD和T1%的影响
(1) 高聚物热稳定性的评价
图6-2-1 热重法评价高聚物的热稳定性 1. 聚苯酰胺;2. 聚碳酸酯;3. 聚苯醚; 4. 聚酰亚胺薄膜;5. 聚苯并咪唑;6. 聚砜
由于通常从热重曲线测得的高聚物的分解温度在很 大程度上取决于实验条件和实验方法,所以严格地 对比高聚物的热稳定性只能在相同的实验条件下进 行 。 Chiu 在 相 同 实 验 条 件 下 测 定 了 聚 氯 乙 烯 (PVC)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、高压聚 乙烯(HPPE)、聚四氟乙烯(PTFE)和芳香聚四 酰亚胺(PI)的热重曲线,如图6-2-2所示。 根据热重曲线能够很简便地比较高聚物的热稳定性。 显然,这种对比方法只要严格控制好实验条件可以 获得比较可靠的结果。
聚丁二烯重量mg
9.6 19.0 36.5 78.2
TD K
524 521 508 482
T1% K
564 562 562 567
表2-13 升温速率对TD和T1%的影响
高聚物 聚4乙烯吡啶
硅油 聚乙烯醇 聚乙二醇 聚异戊二烯
升温速率℃/min 1 10 1 10 1 10 1 10 1 10
TD K 298 298 376 418 360 356 413 444 289 460
度℃
率温度℃
%/min
聚苯并噻唑
635
750
1.1
聚酰亚胺
560
700
0.5Biblioteka Baidu
聚苯并咪唑
585
690
1.8
聚苯并噁唑
550
675
1.1
聚喹喔啉
520
550
1.0
他们根据这些高聚物的起始失重温度和 最大失重速率温度所得的热稳定性次序 与Ehlers发表的数据并不一致。后者认 为聚苯并噁唑要比聚酰亚胺稳定得多。 通常在氦气中复杂降解机理的热重曲线 会显得更为复杂,相反地,氧化降解的 失重曲线要简单得多,因为在空气中高 聚物可100%挥发,最大失重速率要比 氦 气 中 高 3-5 倍 , 并 且 在 空 气 中 最 大 失 重速率温度也比在氦气中高50-100℃。
IPDT(。C) =875KA+25
(2-32)
一些常见高聚物的积分程序分解温度的数据见表2-10。实 验结果表明由这种方法所测得的数据重复性比较好。
表2-10 常见高聚物的积分程序分解温度
高聚 物
积分程序分解温度℃
聚苯乙烯
395
顺式丁烯二酸酐固化的环氧树脂
405
有机玻璃
345
尼龙-66
419
聚四氟乙烯
Tompa研究了增能添加剂如高氯酸铵、氯化铵、 (CH3)4NClO4和(CH3)4NCl等等对聚醛树脂、聚酯 和聚酰胺热稳定性的影响。对热稳定性的影响可 在氮气或空气气氛下通过等温或非等温热重法测 定。各种增能添加剂对聚甲醛树脂的影响的测定 结果如图2-27所示。可清楚看到,由于添加剂的 加入使热重曲线移向较低的温度,即挥发速率增 大。