不同烟碱盐的热失重特性及动力学分析

摘要

烟碱盐合成及应用是新型烟草制品配方开发中的关注热点,烟碱盐的热稳定性直接影响烟碱释放和烟草制品的感官质量。本文利用热重分析技术分别考察了氮气和空气气氛下六种烟碱盐的热稳定性,分析了不同烟碱盐热失重特性差异,并基于单一升温速率的Coats-Redfern法获得了不同烟碱盐的热失重动力学模型及参数。结果表明:(1)各烟碱盐的热失重行为差异明显,热稳定性表现各异。草酸烟碱盐和没食子酸烟碱盐的起始分解温度及完全分解温度均相对较高;同时最大失重速率也相对较大,半峰宽较窄,热分解过程较为剧烈。磷酸烟碱盐最大失重速率最低,半峰宽最宽,热分解过程最为缓和,在热解温度为450℃时的失重率约为60%。(2)六种烟碱盐热分解动力学的最适反应机理模型不一,动力学参数也存在一定的差异,两种气氛下活化能值分别介于40.76~160.19和52.27~392.11 kJ·mol^(-1)之间,指前因子范围为6.26×10^(3)~6.78×10^(17)和2.76×10^(3)~4.54×10^(41) min^(-1)。其中草酸烟碱盐和没食子酸烟碱盐活化能明显高于其他烟碱盐,且指前因子较大;而磷酸烟碱盐反应活化能及指前因子均较低。