腰果壳液资源丰富、价格低廉,其主成分腰果酚是具有长侧碳链基(-Ｃ15Ｈ25-31)的间位苯酚.由腰果酚和甲醛所制得的腰果酚醛漆(俗称腰果漆),具有优良的理化性能[1],在工艺美术漆器、木器、家具等得到广泛应用.由腰果酚-甲醛缩聚物(ＰＣ)与三氯化铁制得的腰果酚甲醛铁聚合物(ＰＣ-Ｆｅ),其耐热性、抗溶剂性等得到进一步提高[2].本文用非等温热重法,研究该聚合物的热分解反应动力学,以了解其热行为,为进一步应用提供理论和实验参考.

1　实验部分

1.1　试样　腰果酚甲醛铁聚合物按文献[2]制备,样品经378Ｋ烘干1ｈ后供热分析.

1.2　热重分析

采用ＮＥＴＩＳＣＨ-ＧｅｒａｔｅｂａｕＧｍｂＨ热分析系统测定样品,升温速度分别为2、4、10℃/ｍｉｎ,气氛Ｎ2,流速25ｍＬ/ｍｉｎ,样重4.5～6.0ｍｇ.

2　结果与讨论

腰果酚甲醛铁聚合物(ＰＣ-Ｆｅ)的热重曲线见图1.图中升温速度:β1为2℃/ｍｉｎ;β2为4℃/ｍｉｎ;β3为10℃/ｍｉｎ.

在热分解反应动力学分析中,聚合物材料的分解速率与温度的关系可以用Ａｒｒｈｅｎｉｕｓ方程表示:

2.1　反应级数的确定

2.2　表观活化能的计算

计算聚合物热分解过程活化能的方法很多,国内外普遍采用Ｏｚａｗａ(Ｉ)法[5]和Ｒｅｉｃｈ法[6].

3　结论

用非等温热重法研究了热分解反应动力学,通过作不同升温速度下ｌｎｌｎ[1/(1-ｃ)]与1/Ｔ的关系图,得到ｌｎｌｎ[1/(1-ｃ)]与1/Ｔ均有较好的线性关系,说明ＰＣ-Ｆｅ热分解过程属于一级反应.此外,用Ｏｚａｗａ法和Ｒｅｉｃｈ法计算其表观活化能(ｃ=0.2-0.7)分别为191.1ｋＪ/ｍｏｌ和191.0ｋＪ/ｍｏｌ,两者结果相一致.

参考文献:

[1]　胡炳环,林金火.浅色腰果漆的研究[Ｊ].林产化学与工业,1996,(2):183-188.

[2]　刘小英,林金火.腰果酚醛铁聚合物的合成及其表征[Ｊ].中国生漆,2002,(1):1-4.

[3]HuBinghuan.Thesynthesisofurushiioltitaniumchelatepolymersandtheirstructuralvharacteritics[Ｊ].Journalof Polymer Science,1993,11(3):198-203.

[4]　陈镜泓,李传儒.热分析的反应动力学[Ｊ].化学通报,1980,(1):7-14.

[5]　谢大荣,吴南屏,高乃奎.聚丙烯热重分析计算方法的比较[Ｊ].高分子材料科学与工程,1986,2(1):31-38.

[6]　Reich L.Activation energy fromathermogravimetricttrace[Ｊ].J.Polym.Sci.,Ｐｏｌｙｍ.lett.Ed.,1965,3(3):231-234.[7]　刘振海.热分析导论[Ｍ].北京:化学工业出版社,1991.104-108.