تحليل الحرارة الجاذبية للراتنج
يستخدم الراتنج البوليفينيل كلوريد (PVC) ، كنوع أساسي من البلاستيك العام الأغراض، على نطاق واسع في مجالات رئيسية مثل أنابيب البناء والعزل الإلكتروني والكهربائي ومواد التعبئة والتغليف.استقراره الحراري يحدد مباشرة إمكانية معالجة المنتج وسلامة خدمتهأثناء المعالجة في درجة حرارة عالية أو الاستخدام الطويل الأجل ، فإن PVC عرضة لتدهور سلسلة الدهو الكلورية ، مما يؤدي إلى التغير في اللون ، والتكسر ، وحتى الفشل.وصف دقيق لسلوك التدهور الحراري هو شرط أساسي لتحسين الصياغة ومراقبة الجودة.
التحليل الحراري الجاذبية (TGA) يمكن أن يراقب التغيرات الجودة من PVC تحت ارتفاع درجة الحرارة المبرمجة في الوقت الحقيقي،توفير المعلمات الرئيسية مثل درجة حرارة التحلل الأولية وسرعة التدهور القصوى، مما يوفر أساسا علميا للبحث والتطوير في الراتنج PVC، وفحص المثبتين، ومراقبة الجودة في عملية الإنتاج.
I. الإجراء التجريبي
1أداة القياس: TGA200 المحلل الحراري
2إجراءات إعداد العينة: تستخدم هذه التجربة راتشة PVC من الدرجة الصناعية كغرض اختبار.مع التركيز على تحسين ظروف اختبار TGA وتحليل سلوك التدهور الحراري.
2.1 المعالجة المسبقة: تم تجفيف الراتنج PVC في فرن تجفيف 80 درجة مئوية لمدة 4 ساعات لإزالة تدخلات الرطوبة.
2.2 طريقة التحضير: تم تدمير العينة باستخدام آلة طحن وتجريفها لضمان حجم الجزيئات المتساوي.
2.3 كمية العينة: تم وزن 10-20 ملغ من العينة ووضعها في مهبل سيراميكي. كمية العينة الكبيرة جدًا ستؤدي إلى نقل حراري غير متساوي، في حين أن كمية صغيرة جدًا ستؤدي إلى إشارة ضعيفة.,تؤثر على دقة البيانات.
3إعدادات المعلمات البرمجية: تم تعيين درجة الحرارة ومعدل التسخين والبيئة الجوية من خلال برنامج تشغيل المعدات. درجة الحرارة القصوى: 700 درجة مئوية، ومعدل التسخين: 20 درجة مئوية / دقيقة،الغلاف الجوي للنيتروجين في جميع أنحاء.
4تحليل الطيفي:
من البيانات الواردة في الشكل أعلاه ، يمكننا أن نرى أن التدهور الحراري لراتنج PVC تحت جو النيتروجين يظهر خصائص نموذجية من مرحلتين:
1مرحلة إزالة الكلور (200-350 درجة مئوية): تقوم ذرات الكلور غير المستقرة على سلسلة PVC الجزيئية ببدء تفاعل سلسلة ، مما يطلق غاز HCl ويشكل بنية بولين مقترنة.تمثل هذه المرحلة حوالي 70% من إجمالي خسارة الكتلة.
2المرحلة الرئيسية لكسر السلسلة (300-700 درجة مئوية): تتحلل بنية البولين المرتبطة إلى مركبات هيدروكربونية منخفضة الوزن الجزيئي ، حيث تشكل البقايا في النهاية بقايا كربونية.
يثبت ذروة DTG في المرحلة الأولى (حوالي 300 درجة مئوية) حدوث تركيز تفاعل إزالة الكلور ؛ جنبا إلى جنب مع طيف الأشعة تحت الحمراء ،يمكن الكشف عن ذروة امتصاص HCl المميزةيُشير ذروة التوسع في المرحلة الثانية إلى تفاعل تدهور سلسلة الكربون الأكثر تعقيداً.يمكننا أيضا الحصول على درجة حرارة التحلل الأولي لعينة البيكسي، أي Toneset ، وهو 246.83 درجة مئوية. تتوافق قيم قمم منحنى DTG مع الحد الأقصى لمعدل التحلل Tmax لكل مرحلة ، مع الحد الأقصى لدرجة حرارة التحلل 303 درجة مئوية.
النتائج التجريبية
التحليل الحراري الجاذبية (TGA) ، باعتبارها تقنية أساسية لتقييم الاستقرار الحراري لراتنج PVC ، يمكن أن يصف بشكل كمي مراحل التدهور ، ومستويات مقاومة الحرارة ،وآليات التفاعل عن طريق تحليل دقيق للمعلمات المميزة من منحنى TG-DTGإنه يميز بشكل فعال الاختلافات في الاستقرار الحراري بين تركيبات PVC.حتى الراتنجات ذات المظهر المماثل يمكن تحديدها من قبل المحلل الحرارية الجاذبية من خلال المعلمات مثل درجة حرارة التحلل الأولي ودرجة حرارة معدل التحلل الأقصى، مما يوفر دعمًا حاسمًا لمتابعة الإنتاج ومراقبة الموثوقية. بالإضافة إلى ذلك ، من خلال ربط TGA مع طيف الأشعة تحت الحمراء أو طيف الكتلة ،الآليات الكيميائية لتدهور PVC يمكن أن تكشف أكثر، وتوفير أساس مجهري لتصميم جزيء المثبت.
تحليل الحرارة الجاذبية للراتنج
يستخدم الراتنج البوليفينيل كلوريد (PVC) ، كنوع أساسي من البلاستيك العام الأغراض، على نطاق واسع في مجالات رئيسية مثل أنابيب البناء والعزل الإلكتروني والكهربائي ومواد التعبئة والتغليف.استقراره الحراري يحدد مباشرة إمكانية معالجة المنتج وسلامة خدمتهأثناء المعالجة في درجة حرارة عالية أو الاستخدام الطويل الأجل ، فإن PVC عرضة لتدهور سلسلة الدهو الكلورية ، مما يؤدي إلى التغير في اللون ، والتكسر ، وحتى الفشل.وصف دقيق لسلوك التدهور الحراري هو شرط أساسي لتحسين الصياغة ومراقبة الجودة.
التحليل الحراري الجاذبية (TGA) يمكن أن يراقب التغيرات الجودة من PVC تحت ارتفاع درجة الحرارة المبرمجة في الوقت الحقيقي،توفير المعلمات الرئيسية مثل درجة حرارة التحلل الأولية وسرعة التدهور القصوى، مما يوفر أساسا علميا للبحث والتطوير في الراتنج PVC، وفحص المثبتين، ومراقبة الجودة في عملية الإنتاج.
I. الإجراء التجريبي
1أداة القياس: TGA200 المحلل الحراري
2إجراءات إعداد العينة: تستخدم هذه التجربة راتشة PVC من الدرجة الصناعية كغرض اختبار.مع التركيز على تحسين ظروف اختبار TGA وتحليل سلوك التدهور الحراري.
2.1 المعالجة المسبقة: تم تجفيف الراتنج PVC في فرن تجفيف 80 درجة مئوية لمدة 4 ساعات لإزالة تدخلات الرطوبة.
2.2 طريقة التحضير: تم تدمير العينة باستخدام آلة طحن وتجريفها لضمان حجم الجزيئات المتساوي.
2.3 كمية العينة: تم وزن 10-20 ملغ من العينة ووضعها في مهبل سيراميكي. كمية العينة الكبيرة جدًا ستؤدي إلى نقل حراري غير متساوي، في حين أن كمية صغيرة جدًا ستؤدي إلى إشارة ضعيفة.,تؤثر على دقة البيانات.
3إعدادات المعلمات البرمجية: تم تعيين درجة الحرارة ومعدل التسخين والبيئة الجوية من خلال برنامج تشغيل المعدات. درجة الحرارة القصوى: 700 درجة مئوية، ومعدل التسخين: 20 درجة مئوية / دقيقة،الغلاف الجوي للنيتروجين في جميع أنحاء.
4تحليل الطيفي:
من البيانات الواردة في الشكل أعلاه ، يمكننا أن نرى أن التدهور الحراري لراتنج PVC تحت جو النيتروجين يظهر خصائص نموذجية من مرحلتين:
1مرحلة إزالة الكلور (200-350 درجة مئوية): تقوم ذرات الكلور غير المستقرة على سلسلة PVC الجزيئية ببدء تفاعل سلسلة ، مما يطلق غاز HCl ويشكل بنية بولين مقترنة.تمثل هذه المرحلة حوالي 70% من إجمالي خسارة الكتلة.
2المرحلة الرئيسية لكسر السلسلة (300-700 درجة مئوية): تتحلل بنية البولين المرتبطة إلى مركبات هيدروكربونية منخفضة الوزن الجزيئي ، حيث تشكل البقايا في النهاية بقايا كربونية.
يثبت ذروة DTG في المرحلة الأولى (حوالي 300 درجة مئوية) حدوث تركيز تفاعل إزالة الكلور ؛ جنبا إلى جنب مع طيف الأشعة تحت الحمراء ،يمكن الكشف عن ذروة امتصاص HCl المميزةيُشير ذروة التوسع في المرحلة الثانية إلى تفاعل تدهور سلسلة الكربون الأكثر تعقيداً.يمكننا أيضا الحصول على درجة حرارة التحلل الأولي لعينة البيكسي، أي Toneset ، وهو 246.83 درجة مئوية. تتوافق قيم قمم منحنى DTG مع الحد الأقصى لمعدل التحلل Tmax لكل مرحلة ، مع الحد الأقصى لدرجة حرارة التحلل 303 درجة مئوية.
النتائج التجريبية
التحليل الحراري الجاذبية (TGA) ، باعتبارها تقنية أساسية لتقييم الاستقرار الحراري لراتنج PVC ، يمكن أن يصف بشكل كمي مراحل التدهور ، ومستويات مقاومة الحرارة ،وآليات التفاعل عن طريق تحليل دقيق للمعلمات المميزة من منحنى TG-DTGإنه يميز بشكل فعال الاختلافات في الاستقرار الحراري بين تركيبات PVC.حتى الراتنجات ذات المظهر المماثل يمكن تحديدها من قبل المحلل الحرارية الجاذبية من خلال المعلمات مثل درجة حرارة التحلل الأولي ودرجة حرارة معدل التحلل الأقصى، مما يوفر دعمًا حاسمًا لمتابعة الإنتاج ومراقبة الموثوقية. بالإضافة إلى ذلك ، من خلال ربط TGA مع طيف الأشعة تحت الحمراء أو طيف الكتلة ،الآليات الكيميائية لتدهور PVC يمكن أن تكشف أكثر، وتوفير أساس مجهري لتصميم جزيء المثبت.
