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熱重-紅外(TG-FTIR)聯(lián)用技術(shù)在PA6熱解研究上的應(yīng)用

日期: 2024-12-02
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熱重-紅外(TG-FTIR)聯(lián)用技術(shù)在PA6熱解研究上的應(yīng)用

天津港東科技股份有限公司? 應(yīng)用分析部

摘要

PA6尼龍6),是半透明或不透明乳白色粒子,具有熱塑性、輕質(zhì)、韌性好、耐化學(xué)品和耐久性好等特性,一般用于汽車(chē)零部件、機(jī)械部件、電子電器產(chǎn)品、工程配件等產(chǎn)品。PA6為大分子鏈上含有酰胺基團(tuán)重復(fù)結(jié)構(gòu)單元的一類(lèi)聚合物,其熱降解機(jī)理對(duì)于阻燃研究來(lái)說(shuō)是相當(dāng)重要的。

1 實(shí)驗(yàn)方法

1.1 樣品及儀器

PA6(尼龍6,顆粒狀,德國(guó)巴斯夫公司生產(chǎn),工業(yè)品)

FTIR-850

可加熱氣體室及傳輸線附件

TG 209 F1(德國(guó)耐馳公司)

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1.2實(shí)驗(yàn)程序設(shè)定

1.2.1 TGA設(shè)定

氣氛為30ml/min的高純氮?dú)?/span>

熱重分析的起始溫度為30℃,以升溫速率10℃/min升至700℃。

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1.2.2?可加熱氣體室及傳輸線溫度設(shè)定

傳輸線接口溫度為200℃

傳輸線溫度為210℃

可加熱氣體室溫度為210℃

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1.2.3 FTIR-850設(shè)定

分辨率為4cm-1,測(cè)定范圍4000-400cm-1

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1.3?實(shí)驗(yàn)方法

通氣30min后,在FTIR-850軟件中開(kāi)啟連續(xù)采集,采集間隔為1min,選擇等待trigger。

取一粒PA6顆粒放入樣品坩堝中,按1.2設(shè)定好的實(shí)驗(yàn)程序運(yùn)行TGA與FTIR

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2?實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

?熱重-紅外(TG-FTIR)聯(lián)用技術(shù)在PA6熱解研究上的應(yīng)用

圖1??TG曲線及其一階導(dǎo)數(shù)曲線

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從圖1中可以看出,PA6N2氣氛中的熱分解過(guò)程只有一個(gè)失重區(qū)間,其熱失重溫度范圍主要發(fā)生在360—490DTG曲線上只有一個(gè)失重峰,在450℃(43min)左右時(shí),其熱降解速率達(dá)到最大,說(shuō)明PA6的熱降解是一步完成的,借助FTIR可以對(duì)其熱解過(guò)程中產(chǎn)生的氣體進(jìn)行研究。

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?熱重-紅外(TG-FTIR)聯(lián)用技術(shù)在PA6熱解研究上的應(yīng)用

圖2?43min時(shí)PA6的熱降解氣相產(chǎn)物的FTIR譜圖

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43min時(shí)3000-2800cm-1,2400-2300cm-1,1800-1700cm-1處的峰值達(dá)到最大,這和DTG曲線完全一致。從圖2中可以看出,在2900cm-1近出現(xiàn)了強(qiáng)吸收峰,經(jīng)分析是烷基和CO2的吸收峰,而在1710.88cm-1出現(xiàn)的強(qiáng)吸收峰應(yīng)為酰胺基的吸收峰,928 cm-1和961cm-1的吸收峰為酰胺IV的CONH變形振動(dòng)吸收峰。結(jié)合PA6的主鏈結(jié)構(gòu)可推斷出以上吸收峰是主鏈降解后形成內(nèi)酰胺的低聚物所造成的。1500?cm-1附近為H2O的吸收峰,2300cm-1附近為CO2的吸收峰,這說(shuō)明此時(shí)氣相產(chǎn)物含有水和二氧化碳。

從以上結(jié)果可以看出,TG-FTIR聯(lián)用技術(shù)是研究聚合物熱降解行為或機(jī)理的一個(gè)有用工具。



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