热分解动力学

摘要： 研究了聚醚醚酮(PEEK)的燃烧性能、热分解行为,采用Kissinger法对PEEK热分解反应过程进行了非等温热分解动力学研究。结果表明:PEEK具有一定的阻燃性,在50 kW/m^(2)的热辐射强度下,燃烧持续很短时间,生成的大量残炭阻止了燃烧的进一步进行,热释放速率峰值仅为52.15 kW/m^(2),活化能为113.14 kJ/mol,指前因子为1.631×10^(9)min^(-1),反应级数为4.9。采用Flynn-Wall-Ozawa法对该结果进行验证,求得活化能为117.5 kJ/mol,与Kissinger法求得的活化能相近,说明上述热分解动力学的结果正确且可靠。

摘要： 利用高能球磨法制备了偶氮四唑三氨基胍盐(TAGZT)超细微晶粉末。采用扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱(IR)、X射线衍射(XRD)、热分析(DSC)、热重分析(TG)以及机械感度试验等方法研究了原料TAGZT和超细TAGZT的微观形貌、粒度分布、结构特征、热分解机理和感度特性。结果表明,所获得的原料TAGZT呈针状,超细TAGZT呈无规则颗粒状,相比原料TAGZT,超细TAGZT粒径更小、球形度更高,中位直径d_(50)=3.60μm;细化后TAGZT的晶型和分子结构与原料TAGZT一致;超细TAGZT的活化能为159.64 kJ/mol,较原料TAGZT(204.45 kJ/mol)降低了43.97 kJ/mol,说明其受热更易分解,通过微分法计算得出超细TAGZT和原料TAGZT的热分解机理均为三维扩散,其动力学方程为球形对称的Jander方程;超细TAGZT的撞击和摩擦感度较原料TAGZT有显著降低,且两者机械感度均明显低于HMX。设计并制备了含超细TAGZT的推进剂配方,对其进行DSC测试和使用Cpro PEP软件计算能量性能,AP/GAP/superfine TAGZT有更好的热稳定性和更高的能量,为在推进剂中的应用提供参考。

摘要： 为探讨石墨二炔(GDY)对环四亚甲基四硝胺(HMX)热分解特性的影响,制备了GDY/HMX(质量比1∶4)含能复合物,运用差示扫描量热法(DSC)和热重-红外-质谱联用技术(TG/DTG-FTIR-MS)对比研究了HMX和GDY/HMX的热分解过程;采用Kissinger法、FWO法、KAS法、Starink法、Kissinger-迭代法及Ozawa-迭代法计算HMX和GDY/HMX的表观活化能,并引入修正后的esták-Berggren经验方程对其热分解反应动力学模型进行重建。结果表明,GDY使HMX的表观活化能降低73.6kJ/mol。GDY/HMX复合物的热分解过程遵循n级动力学方程f(α)=3.04α^(0.39)(1-α)^(1.17);在GDY催化作用下,HMX热分解以C—N键断裂为主,首先释放出C_(2)HO和N_(2)O,还检测到NO、NO_(2)、HCN、CO、N_(2)、HCNO、CO_(2)和H_(2)O气体。

摘要： 香兰素主要以愈创木酚-乙醛酸法合成,其粗品需要在较高温度下连续进行长时间的精馏纯化。长时间受热易导致香兰素的热分解,进而影响产品质量及收率。对香兰素的热稳定性及热分解机理进行了系统研究,综合运用高效液相色谱(HPLC)、X-射线粉末衍射(XRD)、综合热分析(TGDSC)以及气相色谱-质谱联用(GC-MS)等方法,研究香兰素在130~150°C下加热24 h过程中的纯度及其热分解产物。结果表明,在加热过程中,香兰素的晶型没有发生变化;随着加热温度的升高和加热时间的延长,香兰素热分解比例增加。在150°C加热24 h后,香兰素的热分解比例达到5%。在加热24 h后的香兰素样品中,香兰酸的含量明显增多。

摘要： 系统地研究含钒石煤在悬浮焙烧过程中的热力学、动力学、物相转化和微观结构演变。热力学计算表明,在焙烧过程中,石煤中的碳在氧气充足的情况下燃烧并生成CO_(2),石煤的主要质量损失区间为600~840°C,热分解反应速率在700°C左右达到峰值。通过Flynn−Wall−Ozawa(FWO)和Kissinger−Akahira−Sunose(KAS)方法验证,石煤的热分解反应由Ginstling−Brounshtein方程描述,表观活化能和指数前因子分别为136.09 kJ/mol和12.40 s^(−1)。石煤中的伊利石在650°C时失去羟基,产生脱水伊利石,绢云母结构被逐渐破坏。随着温度的升高,石煤表面变得粗糙且不规则,焙烧温度为850°C时烧结严重。

摘要： 以3,4-双(3'-氨基呋咱基-4'-)氧化呋咱(BAFF)为原料,采用廉价易得且绿色环保的丙三醇为溶剂,经氯化亚锡还原合成关键中间体3,4-双(3'-氨基呋咱基-4'-)呋咱(BATF),后经过氧化氢氧化得到3,4-双(3'-硝基呋咱基-4'-)呋咱(BNTF),总收率为59.0％.采用1H NMR、13C NMR、IR、MS和元素分析对BATF和BNTF进行表征,并成功获得BNTF单晶结构数据,BNTF晶体为正交晶系,属P212121空间群,a=0.71437(10)nm,b=0.96839(11)nm,c=1.51555(17)nm,V=1.0484(2)nm3,Z=4,Dc=1.876 g·cm-3,F(000)=592;优化BNTF合成工艺,考察投料比、反应时间及反应温度对BNTF产率的影响,获得的最佳工艺条件为n(BATF):n(35％H2O2):n(98％H2SO4):n(Na2WO4··2H2O)=1:60:40:0.86,反应时间3 h,反应温度30°C,收率可达93.3％;采用DSC法和TG-DTG法测定BNTF的热稳定性,分别用Kissinger法、Rogers法和Arrenhis法计算BNTF热分解反应的表观活化能Ea(147.83 kJ·mol-1)、指前因子A(9.33×1015 min-1)和分解速率常数k(2.18×10-44),计算了BNTF的热爆炸临界温度(Tb=201.36°C);利用Kamlet-Jacobs方程估算得到BNTF的爆速(8.3 km·s-1)、爆压(31.3 GPa);分别按照GJB772A-1997方法601.2和602.1测试BNTF特性落高(H50=43.0 cm)和摩擦感度(36.0％).

摘要： 以不饱和聚酯树脂(UPR)、苯乙烯(St)和固化剂制备样品A;以UPR、St、固化剂、抗氧化剂和抗紫外剂制备样品B.通过热重分析法(TG)来研究UPR的热分解动力学以及抗氧化剂和抗紫外剂对UPR热分解反应的影响.运用Coats-Redfern和Ozawa模型得到UPR热分解反应动力学参数.结果表明:样品A在10％～30％的失重率下反应活化能在58～77kJ/mol之间;样品B在10％～30％的失重率下反应活化能在100～112kJ/mol之间.抗氧剂和抗紫外剂的加入使UPR的热分解需要更高的活化能,增强了UPR的耐热性.UPR热分解反应为一级反应,抗氧剂和抗紫外剂对UPR热分解反应级数没有影响.

摘要： 为研究4-氨基-唑并[5,1-c]1,2,4-三嗪化合物的合成机理与性能,以TTX为例,采用密度泛函理论(DFT)研究了1,2,4-三唑并[5,1-c]1,2,4-三嗪类稠环可能的环化机理,研究了体系pH值对环化过程的影响;采用差示扫描量热法研究了TTX的热性能、热分解动力学,并采用BAM撞击感度测试仪测试了TTX的撞击感度.结果表明:5-氨基-3-硝基-1,2,4-三唑(ANTA)的重氮盐与硝基乙腈钠盐偶合中间体的类吡咯氮原子对氰基亲核加成,然后通过芳构化重排得到1,2,4-三唑并[5,1-c]1,2,4-三嗪;TTX的热分解峰温为281.8°C,表观活化能为356.7 kJ·mol-1,高于TATB;撞击感度为60 J,低于RDX.同时研究了TTX与HMX、RDX、Al粉、硝化棉(NC)的相容性,结果表明TTX与Al相容,与HMX有一定相互作用,轻微敏感;RDX、NC会明显促进TTX热分解,混合体系较为敏感,应避免混合使用.

摘要： 为研究耐热炸药2,4,8,10-四硝基-苯基吡啶基-1,3a,6,6a-四氮杂戊搭烯(NBTTP)的合成工艺及热性能,以苯并三氮唑和2-氯-3-硝基吡啶为原料,通过取代、环化和硝化三步反应合成出了耐热炸药NBTTP.采用红外光谱(FTIR)、核磁共振(NMR)对产物进行了结构表征,并对环化反应进行了工艺条件优化;采用差示扫描量热仪和热失重分析仪对NBTTP的热分解及热失重历程、热分解动力学及相关热爆炸参数进行了研究.结果表明:当亚磷酸三乙酯与1-(3-硝基-2-吡啶)-1H-苯并三唑(BTP)的投料比为3:1时,环化反应收率最高(83.44％);NBTTP仅存在一个剧烈的放热阶段,该放热阶段的起始分解温度为388.79°C,分解峰温在406.23°C;NBTTP的热分解反应动力学方程为dα/dt=(6.36×1014/β)(1-α)exp[-2.34×105/(RT)],热分解反应的活化熵、活化焓及活化自由能分别为23.60 J·mol-1·K-1、228.97 kJ·mol-1和213.46 kJ·mol-1;自加速分解温度TSADT为655.11 K.

摘要： 采用红外光谱、扫描电镜和拉曼光谱对石墨/尼龙样品的化学成分进行了分析,显示其基体成分为尼龙6(PA6),无机填料为石墨(C)和少量的无机物.利用热重分析测定了纯PA6和石墨/尼龙样品(C/PA6)在4种不同加热速率(5,10,15和20°C·min-1)条件下的热分解曲线,并通过Kissinger法和Crane法研究了PA6和C/PA6的热分解动力学.结果 表明:PA6和C/PA6的热分解反应级数分别为0.937和0.936,近似等于1,均为一阶热分解过程;热分解活化能分别为178.4和173.6 kJ·moL-1.此外,在相同的加热速率下,C/PA6达到最大热分解速率时的温度低于纯PA的,说明石墨的加入降低了PA6的热分解活化能,加快了热分解过程.

摘要： 本文运用热重分析法对分别PS和含有不同含量LDH-MMT的PS的热失重过程进行了研究,采用Achar微分法分析了LDH-MMT含量对PS的热分解动力学的影响,使用模式配合法确定其热分解动力学机理,同时配合使用Satava法求解其热分解最概然机理函数,求出PS样品的热降解反应活化能.随着LDH-MMT添加量的增加,PS的热稳定性显著提高,这主要是由于LDH-MMT改变了PS的热降解机理,并使PS的热降解反应活化能显著提高所致.

摘要： 1,1'-二羟基-5,5'-联四唑类化合物是近年来高能钝感材料研究的热点,为研究这类化合物的热安全性,在升温速率分别为5、10、15、20K·min-1的条件下,对1,1'-二羟基-5,5'-联四唑钴盐(1,1'-BTOCo)、铜盐(1,1'-BTOCu)和铅盐(1,1'-BTOPb)进行了差示扫描量热(DSC)和热重(TG)分析.分别用Kissinger法和Ozawa法计算了三种盐的表观活化能(Ek和Eo)、指前因子(Ak),得到其热分解动力学参数和热分解机理函数.结果表明,1,1'-BTOCo的Ek=162.35kJ.mol-1,Ak=1.83x1015s-1,TSADT=534.46K,Tbpo=542.22K;1,1'-BTOCu的Ek=217.95kJ.mol-1,Ak=12.58×1020S-1,T5ADT=527.56K,Tbpo=539.11K;1,1'-BTOPb的Ek=223.52kJ.moll,Ak=4.24×1020s1,TSADT=525.87K,Tbpo=580.00K.随着Co、Cu、Pb原子序数的增加,对应1,1'-BTO金属盐的表观活化能和指前因子随之增加.

摘要： 用热重法(TG)研究了六氟双酚A型聚芳醚酮的热分解动力学,计算了热分解动力学参数.结果表明六氟双酚A型聚芳醚酮的热分解符合无规引发分解模型,热分解过程为一级反应.以Kissinger最大失重率法求得热分解反应的反应活化能为E=253.02kJ/mol;以Ozawa等失重百分率法求得反应活化能为E=290.61kJ/mol;频率因子A值在1.807×1014min-1～8.983×1014min-1之间;预测氮气中303°C失重5％的热老化寿命为10a.

摘要： 研究了不同硬度SBS的热分解规律,SBS在热解过程中PB链段较PS链段先分解.Kissinger法计算表明氮气气氛下不同硬度SBS热分解活化能相差不大,Coats-Red fern法计算表明SBS中PB链段热分解为D3动力学机理函数.研究结果可以为SBS自燃火灾调查提供技术鉴定依据.

摘要： 热分析技术,TGA,DSC,SDT,DMA,DSA以及联用技术,TG-IR和TG-MS是表征阻燃材料的重要补充.热分解动力学是扩展的研究主题，用以了解高分子材料的分解机理。对于受热分解的材料，TGA动力学软件通常用于估计活化能，指前因子，材料的使用寿命和分解机理。对于可燃性参数的初步评价，热分析技术是有用的补充。这些方法快速，可重复，而且灵敏，提供了材料的基本信息。

摘要： 采用差热-差重(TG-DSC)联合技术研究了10.7μm、2.6μm和40 nm铝粉对高氯酸铵(AP)热分解的影响.结果表明,铝粉的加入对AP的低温放热峰有抑制作用,对高温放热分解反应有促进作用,并且这种作用随铝含量增加和铝粒径的减小更加强烈.采用多元非线性拟合技术对不同升温速率下TG-DSC实验数据进行拟合,结果表明,40 wt％不同粒径铝粉的加入对AP的热分解三阶段A→B→C→D反应模型没有影响,但反应机理函数发生了改变.纯AP、AP/10.7μm铝、AP/2.6 um铝及AP/40 nm铝的反应机理函数组合分别为C1/D1/D1、C1/D1/D3、C1/D1/D4和C1/D1/F2.

摘要： 本文使用程序升温热重分析仪和搭建的微型流化床(MFB)— 快速红外气体检测器联用动力学分析仪进行CaCO3热分解动力学的实验研究.从微型流化床反应器中计算出的Eα=0=107.7kJ/mol,处于文献报道的范围之内;反应动力学模型符合形核与成长(n=2/3)模型.结果分析显示:在转化率小于30％时,从微型流化床反应器中获得的碳酸钙活化能与热重较一致,但在转化率大于30％情况下,微型流化床上获得的分解活化能随转化率的变化比热重分析所得活化能随转化率变化明显.同时,在微型流化床反应器上计算出的活化能数值小于从热重分析仪上计算出的数值,反应的动力学模型更接近实际,说明此动力学分析系统增加了在相同转化率下的反应活化分子数,增强了反应过程热量与质量的传递,证明微型流化床(MFB)— 快速红外气体检测器联用动力学分析仪在等温反应动力学测试上相对于热重分析仪的优势.

摘要： 本文通过设计四种不同升温速率的差示扫描量热试验,考察了偶氮二异庚腈(ABVN)在恒定升温速率条件下的分解特性,确定了其放热温度、分解放热量等量热数据,并利用n级动力学方法和等转化率法对实验数据进行了分解反应动力学分析及动力学参数计算,验证了ABVN分解反应级数为一级,得到了分解反应活化能变化趋势、数值范围等结论.

摘要： 本文通过设计四种不同升温速率的差示扫描量热试验,考察了偶氮二异庚腈(ABVN)在恒定升温速率条件下的分解特性,确定了其放热温度、分解放热量等量热数据,并利用n级动力学方法和等转化率法对实验数据进行了分解反应动力学分析及动力学参数计算,验证了ABVN分解反应级数为一级,得到了分解反应活化能变化趋势、数值范围等结论.

摘要： 本文通过设计四种不同升温速率的差示扫描量热试验,考察了偶氮二异庚腈(ABVN)在恒定升温速率条件下的分解特性,确定了其放热温度、分解放热量等量热数据,并利用n级动力学方法和等转化率法对实验数据进行了分解反应动力学分析及动力学参数计算,验证了ABVN分解反应级数为一级,得到了分解反应活化能变化趋势、数值范围等结论.

摘要： 本发明公开了一种基于单峰热解曲线的炭化可燃物热解动力学参数计算方法，包括：等转化率法FWO法求取可燃物单峰热解的活化能值E；假设多种反应机理，通过CR法求取活化能值E与FWO法得到的值对比，确定可燃物单峰热解的反应机理函数f(α)，求取指前因子A；确定求解参数的取值范围；粒子群人工智能优化算法(PSO)对指前因子A、活化能值E以及炭生成率v进行寻优，并在最优解时输出计算结果。本发明降低了求可燃物单峰热解高阶偏微分方程的难度；计算精度好；优化效率高；使用范围广，可以同时应用到多组升温速率和多种可燃物的单峰热解求解中，有效预测实验结果。

摘要： 本发明涉及一种橡胶热氧老化动力学测试装置及测试热氧吸收曲线的方法，测试装置包括测试台、抽真空给氧系统、温控系统、补氧系统、自动记录系统，其中所述测试台为一体化结构，测试台内部对称设置测试腔，测试台中心和边缘位置分别设置中心测温传感器和边缘测温传感器，测试台外围依次设置加热带和保温层；所述测试腔密封端设置压力传感器，测试腔与抽真空给氧系统和补氧系统分别相连通，加热带与温控系统相连接，补氧系统与自动记录系统连接。利用本发明的装置能够准确、快速、批量测试橡胶的热氧化性能。

摘要： 一种用于改善具有焊缝的海洋船舶的流体动力学轮廓和污染特性的方法，该焊缝形成在船舶水线以下的表面上突起的焊帽。该方法包括通过将整流件应用到水下表面来修正焊缝，例如通过使用填充物。一种具有整流件的船舶以及一种用于船舶并且包括整流件的覆层系统。

摘要： 按本发明的行驶动力学调节系统具有电子的行驶动力学控制单元，该行驶动力学控制单元与至少一个驱动控制单元连接并且构成为，使得该行驶动力学控制单元首先确定额定打滑值或者额定打滑范围和作为参考速度的实际车速。在此，在相应的实际行驶情况中，优选通过用于惯性滑行的最小允许的额定打滑值和用于牵引运行的最大允许的额定打滑值来设定额定打滑范围。按第一替选方案，根据额定打滑值或额定打滑范围将额定转速或额定转速范围输出给所述至少一个驱动控制单元。按第一替选方案的转速范围由在这种行驶情况中的最大允许的驱动打滑值和减速打滑值来计算。按第二替选方案，额定打滑值与参考车速一起直接输送给所述至少一个驱动控制单元，该驱动控制单元由此本身确定在马达层面上的额定转速。在第二替选方案中，类似于第一替选方案，取代额定打滑值，也可输出额定打滑范围，该额定打滑范围由驱动控制单元又换算成额定转速范围。

摘要： 本发明涉及一种基于热分析和质谱法分析金属有机骨架材料热解动力学的方法，其包括以下步骤，一：制备待测试的金属有机骨架材料MOFs；二：记录MOFs热解特性曲线同时实时记录气体副产物的质谱信息；三：导出为一系列转化率与温度关系的数据点；四：获得MOFs的热解活化能E；五：得到最概然机理函数G(α)和指前因子A；六：获得气体副产物的种类；七：分析出MOFs热解的路径；八：通分析出MOFs碳基材料的合成机制。本发明可以在获得的材料的热重数据的同时，实时在线监测材料热解过程中气体产物的质谱信息，最终分析处理推测得出MOFs热解碳化的机制，准确性高。

摘要： 本发明涉及一种基于热分析和质谱法联用分析金属有机骨架材料热解动力学的方法，其包括以下步骤，一：制备待测试的金属有机骨架材料MOF；二：记录MOFs热解特性曲线的同时，实时记录气体副产物的质谱信息；三：得到在热解过程中有浓度变化的质量数，对热解的气体副产物进行定性和定量分析；四：计算不同热解阶段对应的表观活化能E、最概然机理函数f(α)和指前因子A；五：分析出MOFs热解碳化的路径。本发明通过对热重数据以及热分析动力学数据的分析处理推测得出MOFs热解碳化的机制，本发明方法准确性高。

摘要： 本发明公开了一种基于单峰热解曲线的炭化可燃物热解动力学参数计算方法，包括：等转化率法FWO法求取可燃物单峰热解的活化能值E；假设多种反应机理，通过CR法求取活化能值E与FWO法得到的值对比，确定可燃物单峰热解的反应机理函数f(α)，求取指前因子A；确定求解参数的取值范围；粒子群人工智能优化算法(PSO)对指前因子A、活化能值E以及炭生成率v进行寻优，并在最优解时输出计算结果。本发明降低了求可燃物单峰热解高阶偏微分方程的难度；计算精度好；优化效率高；使用范围广，可以同时应用到多组升温速率和多种可燃物的单峰热解求解中，有效预测实验结果。

摘要： 本发明公开了一种大型海藻热解特性与热解动力学研究，属于生物化工领域。包括如下条件：了解海藻的热解温度范围、失重速率和热效应等特性参数。作为优选：还可以根据热分析数据判断最佳热解机理函数。本发明的有益效果如下：不仅可以为生物质热解理论模型的建立提供参考，还可以为今后海洋生物质各种热解工艺和设备的设计、选用及优化提供理论基础和实验依据。

摘要： 本发明涉及一种橡胶热氧老化动力学测试装置及测试热氧吸收曲线的方法，测试装置包括测试台、抽真空给氧系统、温控系统、补氧系统、自动记录系统，其中所述测试台为一体化结构，测试台内部对称设置测试腔，测试台中心和边缘位置分别设置中心测温传感器和边缘测温传感器，测试台外围依次设置加热带和保温层；所述测试腔密封端设置压力传感器，测试腔与抽真空给氧系统和补氧系统分别相连通，加热带与温控系统相连接，补氧系统与自动记录系统连接。利用本发明的装置能够准确、快速、批量测试橡胶的热氧化性能。

摘要： 一种基于神经动力学的图像非负矩阵分解聚类方法，包括：1)构建原始数据矩阵；2)构建稀疏图正则非负低秩矩阵分解模型；3)对原始数据矩阵进稀疏图正则非负低秩矩阵分解；4)基于K‑means算法进行聚类。本发明优点：1、稀疏图正则非负低秩矩阵分解通过添加图正则化项，维护了高维数据在低维空间表示的几何构型，通过施加低秩约束和稀疏约束，保证了分解所得基矩阵的稀疏性质；提取到了更多的有效信息，减少了信息冗余，降低了计算难度；2、将神经动力学优化方法VF‑CNO引入到稀疏图正则非负矩阵低秩矩阵分解模型的求解问题中，提高了模型的求解精度。本发明拥有更好的降维效果，并在图像聚类任务中表现出更好的聚类性能。