Analyse thermogravimétrique (ATG) pour déterminer la stabilité thermique du chlorure de polyvinyle (PVC)

Analyse thermogravimétrique de la résine

La résine de chlorure de polyvinyle (PVC), en tant que principale variété de plastiques à usage général, est largement utilisée dans des domaines clés tels que les tuyaux de construction, l'isolation électronique et électrique et les matériaux d'emballage.Sa stabilité thermique détermine directement la faisabilité du traitement du produit et sa sécurité de serviceLors du traitement à haute température ou de l'utilisation à long terme, le PVC est sujet à la dégradation de la chaîne de déshydrochloration, ce qui entraîne une décoloration, une fragilité et même une défaillance.la caractérisation précise du comportement de dégradation thermique est une exigence fondamentale pour l'optimisation de la formulation et le contrôle de la qualité.

L'analyse thermogravimétrique (TGA) permet de surveiller en temps réel les changements de qualité du PVC en cas de hausse de température programmée,fournissant des paramètres clés tels que la température de décomposition initiale et le taux de dégradation maximal, fournissant une base scientifique pour la recherche et le développement de la résine de PVC, le dépistage des stabilisateurs et le contrôle de la qualité dans le processus de production.

I. Procédure expérimentale

1Instrument de mesure: analyseur thermogravimétrique TGA200

2- Procédure de préparation de l'échantillon: cette expérience utilise comme objet d'essai une résine PVC de qualité industrielle,axée sur l'optimisation des conditions d'essai TGA et l'analyse du comportement de dégradation thermique.

2.1 Prétraitement: la résine de PVC a été séchée dans un four de séchage à 80 °C pendant 4 heures pour éliminer les interférences de l'humidité.

2.2 Méthode de préparation: l'échantillon a été pulvérisé à l'aide d'une meuleuse et tamisé pour assurer une taille de particules uniforme.

2.3 Quantité d'échantillon: 10 à 20 mg d'échantillon ont été pesés et placés dans un creuset en céramique. Une quantité d'échantillon trop importante entraînerait un transfert de chaleur inégal, tandis qu'une quantité trop faible entraînerait un signal faible.,affectant l'exactitude des données.

3Paramètres logiciels: la température, le taux de chauffage et l'environnement atmosphérique ont été réglés par le logiciel d'exploitation de l'équipement.atmosphère d'azote dans toute la zone.

4Analyse spectrale:

D'après les données figurant sur la figure ci-dessus, la dégradation thermique de la résine de PVC dans une atmosphère d'azote présente une caractéristique typique en deux étapes:

1Étape de déchloration (200-350°C): des atomes de chlore instables sur la chaîne moléculaire du PVC initient une réaction en chaîne, libérant du gaz HCl et formant une structure polyénique conjuguée.Cette étape représente environ 70% de la perte de masse totale.

2. Étape principale de rupture de la chaîne (300-700°C): la structure de polyène conjugué se décompose davantage en composés hydrocarbures de faible poids moléculaire, le résidu formant finalement un résidu carboné.

Le pic de DTG dans la première étape (environ 300°C) vérifie la présence concentrée de la réaction de déchloration; couplé à la spectroscopie infrarouge,le pic d'absorption caractéristique du HCl peut être détectéLe pic d'élargissement de la deuxième étape indique une réaction de dégradation de la chaîne de carbone plus complexe.nous pouvons également obtenir la température de décomposition initiale de l'échantillon de PVC, c'est-à-dire Toneset, qui est de 246,83°C. Les valeurs de pointe de la courbe DTG correspondent au taux de dégradation maximal Tmax pour chaque étape, la température maximale de décomposition étant de 303°C.

II. Conclusions expérimentales

L'analyse thermogravimétrique (TGA), en tant que technologie de base pour évaluer la stabilité thermique de la résine de PVC, peut caractériser quantitativement les stades de dégradation, les niveaux de résistance thermique,et les mécanismes de réaction en analysant avec précision les paramètres caractéristiques de la courbe TG-DTGIl distingue efficacement les différences de stabilité thermique entre les formulations de PVC.Même les résines d'apparence similaire peuvent être identifiées par l'analyseur thermogravimétrique à l'aide de paramètres tels que la température de décomposition initiale et la température de décomposition maximaleEn outre, en couplant TGA à la spectroscopie infrarouge ou à la spectrométrie de masse,les mécanismes chimiques de dégradation du PVC peuvent être révélés plus en détail, fournissant une base microscopique pour la conception de molécules de stabilisateur.