PVB的热行为及其热降解过程

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1、第卷第期河南科学年月的热行为及其热降解过程’李新法沈‘杨吉湍“‘杨进元百拴陈建勋郑州大学材料工程系郑州摘要用、和研究了聚乙烯醇缩丁醛的热行为和热降解过程。结果表明随升温速率升高,的热降解温度和半失重温度均升高在空气氛中,为三步降解,在氮气氛中,为两步降解。关键词聚乙烯醇缩丁醛热行为热降解过程聚乙烯醇缩丁醛具有优异的粘结性能和透明性,常被用作安全玻璃的夹层材,、。【‘一,一,料也被用于涂料胶粘剂和织物涂胶等方面它的成型加工通常在较高温度下进行,但其热稳定性的研究尚未见报道。为此,我们利用热重、微分热失重和法研究了的热降解过程,这

2、对成型工艺条件的确定,提高制品质量和延长使用寿命,均具有十分重要的意义。实验部分试样聚乙烯醇缩丁醛,粘度为秒,茸,丁醛基含量为一河南焦作化工二厂阶才一。生产〔‘只二,一止,仪器旧本热分析仪。飞。一联用貂甲国一实验方法取一定重量的试样于铝飞一〔多代柑锅中,在分的空气或氮气流中,分厂多,别以、、、和℃分的升温速率升卜。温至。黔价厂一止结果与讨论升温速率刀对的热降解温度的影响万热降解温度通常以微分热热重曲线上降解峰值温度表示。本文测试样品的图热降解温度与升温速率的关系曲线空气上出现三个峰,自低温到高温的三刀个峰值温度分别用、和表示。

3、空气和氮气氛中,、和与升温速率的关系见图。由图可见,随刀升高,三个峰值温度均呈线性升高,可用下列方程式表示一一,‘郑大科研收到日期郑大化学系处一一河南科学第卷第期空气中方刀刀氮气中刀方式中温度和升温速率刀的单位分别为℃和℃分方程右边的常数项为外推至刀℃分时的平衡降解温度。由图还可以看出,同样升温速率时,空气中的均比氮气中的为低。由卜,卜,可得两者之差为‘、一‘了、了,少、了、氮气空气刀氮气一空气失重的温度专表列出了空气和氮气氛中失重的温度。表刀对今的影响‘刀告刀℃分侣由表可见,在空气和氮气中,合均随刀的升高而升高·升温速率刀相

4、同时,空气中的合比氮气中合稍高,这可能是由于试样在空气中氧化增重或易交联所致。乌聚乙烯醉缩丁醛的失重率表列出了空气和氮气氛中,不同刀时第一、二和三峰的失重率、、和总失重率,澎、、表刀对,和总的影响、、,刀八℃分空气巧刀总乃一氮气夕总石件由表可见,在空气中,刀对和总影响不大,基本上为常数但附声升高而增大,却随刀升高而降低。年月的热行为及其热降解过程一一这可能是升温速度慢,受热时间长,在空气氛中分子间易形成交联网状结构所致。,、,。在氮气氛中和总影响都不大基本上为常数刀对热降解过程的反应热效应由图可见,在空气中,由于过氧化物和碳基

5、化合物等氧化产物的生成,因此在℃附近出现一个放热峰,随后在曲线上第一、二和三峰附近,曲线均出现放热现象。此外,由于侧基的消除和主链断裂,在曲线上第一和二峰附近,曲线上出现了小的吸热峰。侧一一一一丁一一一一一——、尸了、、、‘爪,一、,︸、·二巨卜︸碱竹分牡次霖、尝别。〔、、〔〔温度趁七温度一一一一图的曲线空气图的曲线氮气℃℃一一一一,,℃由图可见,在氮气氛中,因没有过氧化物和拨基化合物等氧化产物生成,而主链断裂和侧基消除均为吸热过程,所以曲线上为吸热峰。的热降解过程由图和图可以看出,聚乙烯醇的曲线上出现两个峰值温度,分别与的曲

6、线上第一和第三峰的峰值温度接近,比在℃左右多一个强。,,峰由此可见的曲线上第一峰主要与经基消除有关第二峰主要与丁醛基消除有关。但第一峰的实际失重率为,大于经基完全消除的理论失重率第二,大于丁醛基完全消除的理论失重率。,峰的实际失重率为一可见在经基和丁醛基消除的同时,也伴随有部分主链的断裂。根据以上事实,我们认为可能的热降解过程为在空气中,首先与反应生成过氧化物,而后者再分解生成的自由基诱发经基消除反应,而逸出,在分子链上形成双键。它是结构上的弱点,容易氧化、断裂等。断链后产生的大分子自由基互相碰撞或大分子游离基与多烯体系作用时

7、,有可能产生部分交联。在这一过程中,起始以氧化为主,曲线显示出放热现象,随侧基一消除和主一一河南科学第卷第期链断裂逐渐占优势,因此曲线上出现小的吸热峰。随温度升高,较稳定的环状丁醛基发生消除反应,并伴随有部分主链的断裂和交联网状。,,,·结构的形成最后交联网状结构破坏类似于燃烧过程放出大量的热在氮气中,受热产生大分子自由基,先后诱发经基和丁醛基的消除反应,并伴随有主链断裂。一一一一一一、一一一一丁“一、、一卜一—琳—一渊刽了一排可温度图的一一曲线空气,℃一一,℃结论·随刀升高,的热降解温度呈线性升高在氮气中比空气中的热降解温度

8、高。平衡,,℃℃℃氮气中降解温度为空气中℃。℃随刀升高,粤,空气中粤比气中粤稍高·升高的失重率随刀和气氛变化不大。的热降解过程在空气中为三步降解,在氮气中为两步降解。参考文献特公昭一一特公昭化工部合成材料老化研究所高分子材料老化与防老化北京年月的热行为及其热降解过程一一改,、