Analisi Termogravimetrica (TGA) per la Determinazione della Stabilità Termica della Resina di Cloruro di Polivinile (PVC)

Analisi termogravimetrica della resina

La resina di cloruro di polivinile (PVC), come varietà principale di materie plastiche di uso generale, è ampiamente utilizzata in settori chiave come i tubi di costruzione, l'isolamento elettronico ed elettrico e i materiali di imballaggio.La sua stabilità termica determina direttamente la fattibilità della trasformazione del prodotto e la sua sicurezza di servizioDurante la lavorazione ad alta temperatura o l'uso a lungo termine, il PVC è soggetto a degradazione della catena di disidroclorazione, che porta a scolorimento, frattura e persino guasto.la caratterizzazione accurata del comportamento di degradazione termica è un requisito fondamentale per l'ottimizzazione della formulazione e il controllo della qualità.

L'analisi termogravimetrica (TGA) può monitorare in tempo reale i cambiamenti qualitativi del PVC in caso di aumento di temperatura programmato,fornire parametri chiave quali la temperatura iniziale di decomposizione e il tasso massimo di degradazione, che fornisce una base scientifica per la ricerca e lo sviluppo della resina PVC, lo screening degli stabilizzatori e il controllo della qualità nel processo di produzione.

I. Procedura sperimentale

1Strumento di misura: analizzatore termogravimetrico TGA200

2. Procedura di preparazione del campione: in questo esperimento viene utilizzata resina PVC di grado industriale come oggetto di prova,concentrandosi sull'ottimizzazione delle condizioni di prova TGA e sull'analisi del comportamento di degradazione termica.

2.1 Pretrattamento: la resina di PVC è stata essiccata in un forno a 80 °C per 4 ore per eliminare le interferenze dell'umidità.

2.2 Metodo di preparazione: il campione è stato polverizzato con una macchina da macinare e setacciato per garantire una dimensione uniforme delle particelle.

2.3 Quantità di campione: 10-20 mg di campione sono pesati e collocati in un crogiolo in ceramica.,che influenzano l'accuratezza dei dati.

3. Impostazioni dei parametri software: temperatura, velocità di riscaldamento e ambiente atmosferico sono stati impostati tramite il software operativo dell'apparecchiatura.atmosfera di azoto in tutto.

4Analisi spettrale:

I dati riportati nella figura sopra indicano che la degradazione termica della resina in PVC in atmosfera di azoto presenta una caratteristica tipica in due fasi:

1Fase di declorazione (200-350°C): Atomi di cloro instabili sulla catena molecolare del PVC iniziano una reazione a catena, rilasciando gas HCl e formando una struttura poliene coniugata.Questa fase rappresenta circa il 70% della perdita totale di massa.

2. Fase principale di rottura della catena (300-700°C): la struttura del poliene coniugato si decompone ulteriormente in composti di idrocarburi a basso peso molecolare, con il residuo che forma infine un residuo carbonoso.

Il picco DTG nella prima fase (circa 300°C) verifica la presenza concentrata della reazione di declorazione; unito alla spettroscopia a infrarossi,il picco di assorbimento caratteristico di HCl può essere rilevatoIl picco di ampliamento nella seconda fase indica una reazione di degradazione della catena di carbonio più complessa.possiamo anche ottenere la temperatura iniziale di decomposizione del campione di PVC, vale a dire Toneset, pari a 246,83°C. I valori di picco della curva DTG corrispondono al tasso massimo di degradazione Tmax per ciascun stadio, con una temperatura massima di degradazione pari a 303°C.

II. Conclusioni sperimentali

L'analisi termogravimetrica (TGA), come tecnologia di base per la valutazione della stabilità termica della resina PVC, può caratterizzare quantitativamente gli stadi di degradazione, i livelli di resistenza al calore,e meccanismi di reazione analizzando con precisione i parametri caratteristici della curva TG-DTGSi distinguono efficacemente le differenze di stabilità termica tra le formulazioni di PVC.Anche le resine con aspetto simile possono essere identificate dall'analizzatore termogravimetrico attraverso parametri quali la temperatura iniziale di decomposizione e la temperatura massima del tasso di decomposizione, fornendo un supporto cruciale per la coerenza della produzione e il controllo dell'affidabilità.i meccanismi chimici di degradazione del PVC possono essere ulteriormente rivelati, fornendo una base microscopica per la progettazione di molecole stabilizzatrici.