热降解动力学

热降解动力学（精选8篇）

热降解动力学 篇1

皮革具有良好卫生性能、耐磨、耐陈化等优点,已被广泛应用于各个领域。来自公安局消防局的数据显示,2007 年,我国死于火灾的人数大约为2200人,直接经济损失为18.6 亿元,而2011 年全国共发生火灾125402 起,死亡1106 人,受伤572 人,直接财产损失18.8 亿元,因此,作为必需品的皮革制品阻燃已成为重要研究领域之一。

目前,筛选皮革化学品的阻燃性能需用氧指数法、垂直燃烧法、烟密度法、水平燃烧法等进行皮革样品的测试,上述测试方法测试繁琐,在做科学研究过程中是可行的,但对于制革企业在短时间内从上百种化学品中筛选出具有阻燃性的化学品是不可行的,因此通过热降解动力学来比较不同材料的活化能,来指导实际生产,具有较强的实际意义。

轿车已成为人民日常生活的必需品,而汽车坐垫作为汽车重要的零部件,其阻燃问题已经引起人们的关注。涂饰作为皮革加工的一个重要工序,其既具有改变革的外观、弥补坯革使用性能不足等特点,又可提高使用价值,同时又不能损害皮革天然性能特点,涂饰品质直接影响成革的经济效益,它是成革外观品质的最终体现。涂饰层为皮革的最外层,而燃烧往往从表面向内部蔓延,阻燃剂在涂饰中以覆盖方式存在于皮革的表面,研究材料表面阻燃的作用机理、阻燃的检测方法是非常必要的,但目前对于涂饰阻燃没有发现相关的研究报道,特别是通过将阻燃剂加入到皮革涂饰工序,研究阻燃剂与皮革在涂饰工序的相互作用关系、活化能以及相互之间关系,还没有科研工作者从事这方面的工作。

1试验部分

1.1试验药品与仪器

聚氨酯,工业级,辉鹰兴业皮革有限公司;恒温恒湿培养箱,上海山连实验设备有限公司;电子天平AR2140,奥豪斯(中国) 有限公司;箱式电阻炉SX2- 4- 10,龙口市先科仪器公司;锥形量热仪CCT,莫帝斯燃烧技术(中国)有限公司。

1.2样条的制备和阻燃剂的筛选

选择蓝湿山羊皮,三氧化二铬含量为4.12%,水分含量为66.7%,沿背脊线对称方向裁剪长方形样条,以平行于背脊线作为样条的长,其长度为40cm,垂直于背脊线作为宽,宽度为30cm。

选择0%、2%、4%和6%磷酸氢二铵施加于涂饰工序,并进行常规的复鞣、中和、加脂等工序,将所得的皮革挂晾干燥,测定所得皮革的剩炭率。

1.3热降解动力学方程

研究材料热降解动力学参数[1,2,3,4]的方法有很多种, 例如Coast- Redfem、Reich- Ijevi、Kissinger和Flynn- Wall- Ozawa等。Flynn- Wall- Ozawa法和Coast- Redfem法是分别用来研究聚合物材料热降解动力学参数、动力学机制与模型的有效方法。热失重分析作为重要的动力学研究手段之一,在高分子材料的动力学研究中已得到广泛的应用。

基于非等温动力学理论[5,6,7,8,9](热降解速率是降解温度和转化率的函数),并结合Arrhenius方程,聚合物的热分解动力学通常表示为:

式中:α———失重率(%);

β———加热速率(K/min);

n——反应级数;

A———指前因子;

T———反应速率最大时的温度(K);

E——活化能(k J/mol);

R——气体常数为8.314(J/mol·K)。

atava- esták法是一种研究热分解行为的积分方法。表达式:

式中:As———指前因子;

Es———表观活化能(k J/mol);

G(α)———积分机理函数。

以1/T- lg G(α)绘出直线,由斜率便可得到表观活化能Es。

Šatava- Šesták法仅适用于非定温固相热分解动力学的研究。Šatava- Šesták法应用于皮革胶原纤维,采用不同升温速率的热失重所得剩炭率来研究皮革胶原纤维的热降解动力学,且由于该法判断有据,一般认为用此法求得的结果比较合理。

1.4锥形热量仪法

采用锥形热量仪法的燃烧环境极相似于真实的燃烧环境,其试验结果与大型燃烧试验结果之间存在很好的相关性,能够表征出材料的燃烧性能,在评价材料、材料设计和火灾预防等方面具有重要的参考价值。该仪器能够测定热释放速率、总释放热、质量损失速率、烟生成速率、有效燃烧热、点燃时间、材料毒性等,可以用于研究阻燃机理(阻燃皮革的阻燃机理分为气相阻燃和凝聚相阻燃两种),其燃烧原理是采用氧消耗测定材料燃烧放热,当样品在锥形电加热器的热辐射下燃烧时,火焰消耗掉空气中一定浓度的氧气,并释放出燃烧热值。

试验燃烧的热辐射通量为50 k W/m2,将10.0 cm×10.4 cm的样品水平放置在带有自动称量的装置上,正上方的锥形量热仪加热器提供外部辐射热量。在控制温度为21℃,湿度为65%,放置时间48h以上方可进行阻燃测试。

2结果与讨论

2.1未加阻燃剂的Šatava- Šestk法

从图1 中可以看出,动力学机理函数G (α)为- ln(1- α),其直线拟合性较好,其拟合直线的相关系数分别为0.99003,0.98887,0.98413,0.97587,相关系数接近1,所得相关性好,经计算求得活化能如表2 所示。

表2 所示的未施加磷酸氢二胺所得皮革的活化能为37.73 KJ/mol。

2.2施加阻燃剂的Šatava- Šestk法

通过表1 的动力学机理函数拟合,从图2 中动力学机理函数G(α)为- ln(1- α)符合磷酸氢二铵所得皮革拟合趋势,用量2%、4%和6%所得皮革其拟合直线的相关系数分别为0.9868、0.9989、0.9988、0.9991、0.9981、0.9935、0.9932、0.9867、0.9880、0.9886、0.9935 和0.9926,拟合性比较好,所求的活化能如表3。

通过对比表3 可知,施加磷酸氢二铵所得皮革的平均活化能为56.20~56.67 k J/mol,远远大于未加阻燃剂所得皮革的平均活化能37.73 k J/mol,说明磷酸氢二铵加入皮革的涂层中,提高了皮革表面燃烧的难度,提高了皮革的阻燃性。

2.3锥形量热仪法

由表4 看出,施加不同用量的磷酸氢二铵于皮革涂饰工序后,皮革的点燃时间稍有减少,但减少幅度很小。

从热释放速率和热释放速率峰值可以看出,皮革燃烧释放的热量在降低,从未施加阻燃剂的70.32MJ/m2降低到33.32 MJ/m2,热释放速率峰值也在降低。由于磷酸氢二铵的分解吸热,抑制热量释放速率和延缓热释放速率达到峰值的时间,同时也可降低热释放速率的峰值。

释放的总烟产物比未加入阻燃剂要多,但增加幅度与磷系阻燃剂、氮磷膨胀型阻燃剂、氮磷系阻燃剂、硼砂相比,释放的烟雾增加较少。

根据磷酸氢二铵所得皮革释放的剩炭率可以发现,剩炭率大幅度增加。

加入6%用量的磷酸氢二铵所得皮革的火势增长指数比未加阻燃剂的下降80%,显示磷酸氢二铵阻燃剂有较强的抑制皮革燃烧的性能。而从表中所得平均有效燃烧热从18.56 MJ/kg升高到19.23 MJ/kg,因热释放速率下降,推断质量损失速率升高,说明磷酸氢二铵阻燃剂在皮革的涂饰工序以凝聚相阻燃方式阻燃。

综合看来,该磷酸氢二铵在涂饰工序以凝聚相阻燃机理和气相阻燃为主,燃烧过程中释放的烟雾较大。

3结论

(1)Šatava- Šestk法适合于皮革的热降解动力学研究,磷酸氢二铵所得的阻燃皮革用Šatava-Šestk法线形拟合,G(α)为- ln(1- α),其拟合直线平均相关系数为 γ=0.999,拟合效果好。

(2) 用Šatava- Šestk法可推导出不同状态下的活化能,通过活化能比较材料的阻燃性。

(3) 磷酸氢二铵在涂饰工序以凝聚相阻燃机理和气相阻燃为主,燃烧过程中释放的烟雾较大。

参考文献

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热降解动力学 篇2

2,4-二硝基酚厌氧生物降解动力学研究

摘要：研究了间歇试验条件下,2,4-二硝基酚(2,4-DNP)与葡萄糖共基质时的厌氧降解动力学.结果表明:2,4-DNP与葡萄糖能同时被微生物降解;葡萄糖浓度高低对2,4-DNP的降解影响不大,而2,4-DNP的`存在明显影响COD的降解.当2,4-DNP浓度<225 mg/L时,其比降解速率随浓度增大而增大,浓度为225 mg/L时比降解速率达到最大;由于底物抑制,当2,4-DNP浓度>225 mg/L时,其比降解速率呈下降趋势.选用Andrews非竞争性抑制模型描述2,4-DNP厌氧降解动力学,对实验数据进行非线性拟合,求得模型参数qmax、Ks和Ki分别为3.24 mg/(h・g)、196.23 mg/L和165.91 mg/L,实验数据与该动力学方程拟合较好.作 者：汤改风 佘宗莲 吴美玲 金春姬 TANG Gai-feng SHE Zong-lian WU Mei-ling JIN Chun-ji 作者单位：中国海洋大学海洋环境与生态教育部重点实验室,青岛,266003期 刊：环境科学 ISTICPKU Journal：CHINESE JOURNAL OF ENVIRONMENTAL SCIENCE年，卷(期)：,27(8)分类号：X703.1关键词：2,4-二硝基酚 葡萄糖 厌氧降解动力学 抑制模型 共基质

热降解动力学 篇3

随着科技的进步、人们生活水平的不断提高,皮革作为一种特殊的生活用品倍受广大消费者的青睐,皮革也不再只局限于服装领域。由于其舒适、美观且耐用持久的优越性能,目前已被广泛地应用在汽车飞机坐垫及内饰、船只装饰、室内装潢、办公家具等诸多领域,但这些领域都要求皮革要具有一定的阻燃性能。如果皮革的阻燃性不能达到要求,皮革燃烧引起火灾的机率就会增大,且在皮革制作过程中添加的化学物质燃烧时会释放出有毒气体,给人们的身体健康和财产安全带来严重危害[1]。因此,阻燃性皮革的研究变得极为重要。而目前,我国对于皮革阻燃技术以及阻燃材料的研究开发还很少,特别是具有无毒、高效、耐久性强、无腐蚀、多功能的阻燃材料,几乎还是空白。

为了能找到一种高效的阻燃剂或阻燃方法,采用一种方便且实用的皮革阻燃性能的检测方法变得极为重要,当前热降解动力学研究方法已经在纺织、塑料、橡胶等领域得到了广泛的应用[2,3,4],如果能顺利地应用到皮革领域,将会为阻燃皮革的研究做出很大贡献。

2 热降解动力学

所谓热降解是指聚合物在加热时所发生的降解反应[5]。热降解反应有三种:(1)加热时侧基消除,其特点是随加热温度的增高或时间的延长,消除反应加剧、颜色变褐,但一般主链不断裂,对材料的性能影响不大;(2)无规降解,许多加聚物及几乎所有缩聚物的热裂解多以无规断裂为主。降解中首先是主链中的弱键(如支化点、不饱和键及含氧基)发生断裂,在更高温度下则生成大量低分子产物,其特点是分子量下降、状态变粘、力学性能大幅度下降,但质量变化不大;(3)拉链降解,从聚合物的链端开始降解,像拉链一样一个一个地降解为单体。

热重分析(Thermo-gravimetric analysis,TG)作为经典的动力学研究手段之一,在许多材料的动力学研究中已经得到了广泛的应用。在此领域最早的研究出现于上世纪50～60年代,Madorsky、Chatterjee和Conrad、Kilzer及Broido通过对纤维素高温裂解的研究,建立了现代动力学模型的基础,随后被用于多种多样材料的同类研究之中。另一方面,现代计算机技术的飞速发展,也为热重分析数据的处理提供了有力的帮助[6,7,8,9,10]。

研究材料热降解动力学参数的方法有很多种,例如coast-Redfern、Reich-IJevi、Kissinger和FlynnWall-Ozawa等。Flynn-Wall-Ozawa法和CoastRedfern法是分别用来研究聚合物材料热降解动力学参数和动力学机制与模型的有效方法。

2.1 Kissinger法动力学分析

Kissinger法(最大失重速率法)是一种研究热分解行为的微分方法。它是由多条DTG曲线的峰值温度Tp和升温速率β的关系求解动力学参数表观活化能[11]。

Kissinger表达式为:

式中:E为活化能;A为频率因子;R为理想气体常数。

利用式(1)左端的lg[β/Tp2]与1/Tp作图,得到一条拟合直线,斜率为-E/2.303R可求出E,同时截距为lg[AR/E],可求得A。

优点:该方法主要应用不同升温速率下的最大降解速率时的温度数据研究聚合物的活化能,它避开了转化率函数的选择而直接求出活化能,同时也不受基线漂移所带来的影响,不仅得到的结果较为可靠,而且计算简便,同时能够求得指前因子。

缺点:Kissinger法只能计算热降解反应最快时的活化能,不能显示样品热降解过程中活化能的变化趋势。

2.2 Flynn-Wall-Ozawa法动力学分析

Flynn-Wall-Ozawa法是利用不同升温速率下TG曲线上的相同转化率α所对应的温度来计算活化能[12]。

Flynn-Wall-Ozawa表达式为:

以lgβ对1/T作图,得一条拟合直线,其斜率为-0.457E/R,进而求得E值。

优点:Flynn-Wall-Ozawa动力学分析方法是一种等转化率积分方法,它避开了反应机理函数的选择而直接求出热降解活化能,避免了因为反应机理函数的假设不同而可能带来的误差。该法能定量地掌握热降解性能的变化情况。

2.3 Coats-Redfern's法动力学分析

由TG曲线求得不同温度下的转化率α,根据不同的积分机理函数g(α),采用Coats-Redfern积分法计算:

式中:T为温度;α为转化率;g(α)为与转化率有关的积分机理函数;A为频率因子;R为气体普适常数;Ea为活化能。由α～T关系计算各积分机理函数所对应的活化能和频率因子。

优点:Coats-Redfern's方法是一种积分法,只需要单个速率来求解。

2.4 Satava-Sesták法动力学分析

Satava-Sesták法方程为:

其中As是Satava-Sesták法指前因子;Es是Satava-Sesták法表观活化能;G(α)为可取表1中各形式的积分机理函数。

对于固定的升温速率βi,将对应的T和α代入方程,就得到一个线性方程:

根据斜率便可得到表观活化能Es。

优点:Satava-Sesták法应用在所研究的皮革胶原纤维上,采用不同升温速率的TG/DTG来研究皮革胶原纤维的热降解动力学相当适合。并且由于此法推导严密,判断有据,一般认为用此法求得的结果比较合理。

缺点:Satava-Sesták法仅适用于非定温固相热分解动力学的研究。

3 热降解动力学的发展现状

目前国内外利用热重分析手段对高分子材料动力学已做了大量研究。例如,国内的黄年华等人[13]运用Flynn-Wall-Ozawa法研究了PET和侧基含磷PET之间的热降解活化能的不同。国外的J M Moraneho等利用Kissinger法考察了聚酯、环氧树脂及其两者的混合物,在氧气、氮气和空气中的热降解动力学的不同。

在皮革领域,国内的汤克勇等人[14]运用SatavaSesták和Flynn-Wall-Ozawa两种方法,研究了不同鞣剂对牛皮胶原纤维的热降解活化能的影响,杨柳涛等人[15]研究了猪皮胶原纤维热降解动力学及阻燃性能,发现蒙脱土一氨基树脂纳米复合材料不仅能够满足皮革的阻燃要求,而且也是一种很好的复鞣填充剂。国外的J A Caballero等分别研究了在无氧和有氧情况下,铬鞣革废弃物的热降解行为,发现氧气的加入能够额外产生一个碳燃烧过程,并且将此过程解释为是热降解过程中产生的碳的燃烧。

4 热降解动力学研究方法在皮革中的应用前景

随着皮革应用领域的逐渐增多,阻燃性皮革已经成为国内外研究的热点性问题,之前学者已经将热降解动力学模型很好地应用在了纺织、塑料和橡胶领域,且在对其阻燃性的研究上作出了很大贡献。但是目前我国对于皮革的阻燃技术和阻燃材料的研究开发还很少,对皮胶原纤维的热降解性能和阻燃机理同样缺乏系统性的研究。

皮胶原纤维在受热过程中会发生许多化学和物理变化。在较高温度阶段,皮胶原纤维会发生降解或发生更为复杂的反应[16,17]。影响皮胶原热降解动力学的因素有很多,含湿量、传热系数、无机物含量、升温速率等,都会直接影响到皮胶原的热降解过程。另外,由于皮革材料的复杂性,使不同种类皮革的热降解行为具有一定的差异[18,19]。热降解动力学研究不仅对理解阻燃材料的热降解行为及其阻燃的机理具有深远意义,同时还可为新型材料的加工、热稳定性及材料寿命的预测提供科学依据[20]。

5 结束语

由于目前我国对于皮革纤维的阻燃技术和阻燃材料的开发研究的欠缺,它需要一种有效且方便的研究方法。如果在其他领域测定阻燃性的方法的基础上,通过对阻燃皮革的热降解进行研究,找到适合皮革的热降解动力学方法,将为阻燃皮革的研究提供重要参数。在皮革阻燃性的研究中,研究工作者可根据这些重要参数来评价阻燃剂的效果好坏,同时可找到添加阻燃剂的最适宜量或对皮革进行阻燃处理的最佳效果。如若能找到适合皮革领域的热降解动力学方法,它将会在新型阻燃剂的研发中发挥重要作用。从而可提高皮革的阻燃性能,使其应用在更多的领域的不同方面,制作出多种类、好品质的产品,丰富人们的生活。

摘要：简单介绍了几种热降解动力学的研究方法及其优缺点,综述了热降解动力学在纺织、塑料等领域的应用情况及其在皮革领域的发展现状,并对热降解动力学研究方法在阻燃皮革研究上的应用前景进行了展望。

热降解动力学 篇4

农村蔬菜废物高温好氧降解协同性及动力学

对太湖流域农村典型蔬菜废物进行了高温好氧降解试验,结果表明,好氧降解d 14末有机物降解率大小顺序为:叶菜皮>竹笋壳>叶菜皮+竹笋壳>叶菜皮+茭白壳>茭白壳.对于混合物料,叶菜皮+竹笋壳组有机物降解后期(6～14 d)存在非协同降解关系,其主要是由于其难降解组分后期降解存在抑制导致而成;叶菜皮+茭白壳则呈独立降解关系.蔬菜废物高温好氧降解符合一级动力学,降解速率常数在0.036～0.100 d-1之间,各不同组物料降解速率大小顺序为:叶菜皮>笋壳>叶菜皮+竹笋壳>叶菜皮+茭白壳>茭白壳.统计分析表明,降解速率与物料纤维素初始浓度相关性最好,指数模型拟和效果最优,可作为蔬菜废物高温好氧降解速率常数的经验公式. 图3 表6 参16

作 者：陈活虎 何品晶 邵立明 刘永德 CHEN Huohu HE Pinjing SHAO Liming LIU Yongde 作者单位：同济大学污染控制与资源化研究国家重点试验室,上海,92刊 名：应用与环境生物学报 ISTIC PKU英文刊名：CHINESE JOURNAL OF APPLIED & ENVIRONMENTAL BIOLOGY年，卷(期)：12(6)分类号：X7关键词：太湖流域 蔬菜废物 高温好氧降解 动力学

热降解动力学 篇5

非等温动力学广泛用于研究材料的热降解反应,但近年来,人们发现用这种方法即使研究同一体系时所得到的结果也不尽相同。这是由于动力学补偿效应及E和lnA之间的依赖和协同变化,在将数据与动力学函数配合的时候,会出现许多机理函数的线性都很好,而与之对应的E和A却相差很大的情况[7,8]。因此,在使用这种方法处理非等温数据时,最好同时使用微分法和积分法,通过比较2种方法的结果,选择最接近的动力学参数作为结果,所用的函数作为反应机理。基于上述考虑,本方法首次采用微分-积分相结合及裂解质谱研究了PC膜的热解反应机理和裂解产物,旨在更准确地了解其热降解行为和动力学参数。

1 实验部分

1.1 热失重分析

NETSCH公司STA409C/CD型热分析仪,升温速率为10℃/min,气氛为N2,流量为50mL/min。样品用量4～5mg。

1.2 裂解质谱分析

采用CDS2000热裂解仪在600℃裂解PC样品,采用Finnigan MAT 95S有机质谱仪分析经过HP6890气相色谱仪的裂解产物。

2 结果和讨论

2.1 热降解反应机理及动力学参数计算

采用微分和积分相结合的方法对PC膜的非等温动力学数据进行分析,如果这2种方法所得结果相符合,可得微分和积分形式的动力学机理函数f(α)和g(α),见表1,本研究采用的微分和积分计算方法分别为Acahr法和Coats-Redfern法[7],基本方程如公式(1)、(2)所列,它们在非等温动力学研究中的应用十分广泛。

Achar 微分法:

Coats-Redfern积分法:

式中:A-指前因子;E-反应表观活化能(kJ/mol);R-气体常数(8.314 J/K·mol);T-反应温度(K);β-升温速率。

图1为PC膜在N2中的热失重(TG)曲线。由图可见,PC膜在290～520℃范围内有一个明显的失重阶段,约有55%的PC膜发生了分解。对PC膜的TG曲线取一系列失重率α、温度T和dα/dT数据,根据表1所列的15个函数计算相应的f(α)和g(α),分别代入方程(1)和方程(2)中,以ln[(dα/dT)/f(α)]和ln[g(α)/T2]对1/T作图,并对曲线进行线性回归,再根据所得直线斜率和截距求得动力学参数E、lnA,其结果如表2所示。通过比较同一机理函数的微分和积分计算结果来推测PC热降解反应所遵循的机理。判断最适合机理函数的依据为:微分法和积分法计算结果的线性相关系数均小于-0.98,微分和积分计算结果应尽量一致。

由表2微分法和积分法计算结果,可知,线性系数R均小于-0.98的只有5、13、14、15号函数。其中15号函数微分和积分方法所求得的E、lnA值最接近,由此推断PC在N2中热降解所遵循的机理为二级化学反应,其动力学模型方程式为:

dα/dt=Aexp(-E/RT)(1-α)2

其中,平均表观活化能E=139kJ/mol,lnA=16.8(微分法和积分法的平均值)。

2.2 裂解产物

图2为PC膜的热裂解质谱图,表3为图2中各峰所对应化学产物的分子式。由表可知,PC膜的裂解产物主要是芳香烃、芳香醛类化合物和少量盐酸。在高温环境中,化学结构的弱键部位容易产生活性位点,导致聚合物降解。由于破坏苯环的能量远远高于C-C断裂的能量,所以PC膜裂解断裂的主要位置是苯环间的C-C单键。

3 结 论

(1) PC膜在N2中的热解符合二级化学反应,其动力学模型方程式为dα/dt=Aexp(-E/RT)(1-α)2,裂解表观活化能E=139kJ/mol。

(2) PC膜分子在N2中裂解断键的主要位置是苯环间的C-C单键,产生的裂解产物主要为芳香类化合物和少量盐酸。

摘要：采用微分-积分法和裂解质谱研究了聚氯代对二甲苯膜(Parylene C膜)的非等温热降解行为。实验结果表明,Parylene C膜在N2中的热降解符合二级化学反应,其动力学模型方程式为dα/dt=Aexp(-E/RT)(1-α)2,平均表观活化能E=139kJ/mol,在N2中裂解产物主要为芳香烃和芳香醛。

关键词：聚氯代对二甲苯膜,非等温动力学,热解反应

参考文献

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热降解动力学 篇6

随着人们对环境保护和自身安全要求的不断提高,有机硅阻燃剂已经逐渐发展成为阻燃领域的重要方向之一[4]。热降解行为分析可以帮助了解材料的燃烧过程,掌握阻燃剂的阻燃机理,从而为新型阻燃剂的开发提供科学依据。本文采用差减微分法研究了阻燃环氧树脂的热降解行为,计算出EP和阻燃EP的反应级数、活化能、指前因子等动力学参数,并对阻燃机理进行了一定的推导。

1 实验

1. 1 实验原料

双酚A二缩水甘油醚(DGEBA),环氧值为0. 53,上海树脂厂有限公司; 4,4' - 二氨基二苯甲烷(DDM),上海树脂厂有限公司; 聚甲基苯基硅氧烷(PMPSQ),实验室自制[5],包含81. 5mol% 和18. 5mol% 的苯基三甲氧基硅烷和二甲基二甲氧基硅烷,分子量为4. 968e + 4 g/mol。

1. 2 样品制备

PMPSQ在DGEBA中分散开,加入交联剂DDM,混合物在100 ℃ 下交联2 h,在150 ℃ 烘箱中固化2 h,制得阻燃环氧树脂(FREP)的固化样品,PMPSQ的添加量为10wt% 。

1. 3 热失重测试

在Mettler Toledo TGA/DSC1 型热重分析仪上,研究体系的非等温热降解行为,以10 ℃ /min的升温速率从50 ℃ 升温至700 ℃ , 并记录过程的热重变化。 气氛为氮气, 载气流量80 m L / min。

1. 4 Freeman - Carrol法[6]( 也称差减微分法)

Freeman - Carrol法是单加热速率法中的一种典型微分处理方法,它只对一个加热速率下测得的一条TG曲线上的数据点进行动力学分析,利用单一升温速率下热重分析曲线对应不同的温度来计算活化能和反应级数。其方程可表示如下:

式中: α———转化率

t———反应时间

E———活化能

R———普适气体常数

T———绝对温度

n———反应级数

根据方程(1),用对作图,拟合可得到一条直线,从直线的斜率和截距求出活化能E和反应级数n,这时的活化能代表整个反应阶段的平均活化能。

2 结果与讨论

热失重分析通过实时记录被测物质在程序设定温度过程中重量的变化、变化速率及相关变化发生的时间区间等特征参数,可以为研究被测物的热分解过程提供数据。图1 是EP和FREP在10 ℃ / min升温速率下的重量百分数- 温度曲线。从图1 可知,随着热降解温度的升高,两者的失重速率都逐渐加快,EP和FREP的主要热降解过程发生在250 ~ 450 ℃ 之间。但从整体看,在刚开始失重到370 ℃ 的阶段重量失重变化情况基本一致,370 ℃ 时两者的热失重率分别为38. 77wt% 、37. 97wt% ,基本相等。从图1 中还可以看出EP和FREP都具有较好的热稳定性,370 ℃ 后,FREP的失重率减少趋势要比EP缓慢,说明FREP的热稳定性要略优于EP。在700 ℃ 时,EP的残余量为14. 56wt% ,FREP为19. 83wt% ,说明FREP的最终残余量要高于EP。

根据反应动力学公式可知,转化率与重量之间的关系:

式中:m0———热分解前的样品初始重量

mt———热分解进行到t时的样品重量

m∞———热分解结束时的样品残余重量

根据公式,基于本非等温热降解分析实验中,升温速率 β 程序设定为10 ℃ /min。由此可将图1 中的EP、FREP重量百分数与温度的曲线通过上述的公式转化为EP和FREP的转化率与时间之间的曲线,如图2 所示。可以看出,EP和FREP在相同的时间和温度上是等效的, 热降解总时间为70 min,且两者的曲线形状几乎相同,在30 min到40 min之间,EP的转化率高于FREP。

根据图1 和图2 可知道EP和FREP的温度和的关系,通过转化可得EP和FREP的热失重曲线如图3 和图4 所示。

EP和FREP在氮气的TGA和DTG曲线在上图中明显体现出来,曲线的特殊点数值如表1 所示。由表1 可看到当EP的失重率为1% 和10% 时的温度为150 ℃ 和330 ℃ ,然而FREP的失重率为1% 和10% 时对应的温度却为210 ℃ 和320 ℃ ,说明FREP的热降解温度要高于EP约60 ℃ 。此外,由图3 和图4 可明显看出EP的最大失重反应速率对应的温度为370 ℃ ,略高于FREP的350 ℃ ; EP的样品重量为61. 23% 小于FREP的77. 35% 。但是,EP的最大失重反应速率为0. 1411,远大于FREP的最大失重反应速率为0. 0096,约为FREP的14. 70 倍。

根据EP和FREP的TGA和DTG曲线在300 ~ 450 ℃ 之间以10 ℃ 为单位间隔取点,依次求出的值,相邻的前后两个点的相减得到差减式的数值,再求出和的值,并作关系图,如图5所示。

对图5中的EP、FREP的和的相邻两点差减式的数据进行线性拟合,并求取其截距和斜率,如表2所示。通过对比可以看出,EP的反应级数为1.15,FREP的反应级数为2.21,其拟合直线的标准差SD分别为1.67和0.83,拟合系数COD分别为0.93和0.97(拟合系数越接近于1表明拟合效果越好),表明该反应级数最符合模型实际,从而确定了环氧树脂的反应级数为1.15,环氧树脂阻燃体系的反应级数为2.21。

从拟合得到的直线的斜率和截距求出活化能E和反应级数n,将计算得出的活化能和反应级数代入以下方程式:

由上式求出指前因子A,计算得到EP和FREP体系的热降解动力学参数汇总,如表3 所示。

可以看出,EP和FREP在热降解过程中的反应级数分别为1. 15 和2. 21,平均活化能分别为123. 49 k J / mol和155. 62 k J /mol,指前因子分别为3. 14 s- 1和2. 18 s- 1。相比于空白EP,FREP体系的活化能更高,表明阻燃体系的热降解反应发生相对更加困难。在前面的热失重分析中,已经发现阻燃体系的热稳定性要略高于空白EP,成炭性能(成炭率)也更好。上述研究数据都表明,有机硅阻燃剂在环氧树脂热降解过程中较好地起到了稳定作用,最终达到提高体系成炭率和阻燃性的目的。

3 结论

(1) 利用Freeman - Carrol法(差减微分法) 处理环氧树脂及其阻燃体系的热失重分析数据,得到空白环氧树脂和环氧树脂阻燃体系的热降解反应分别为1. 15 级和2. 21 级;

(2) 空白和阻燃环氧树脂的平均热降解活化能分别为123. 49 k J / mol、155. 62 k J / mol,表明有机硅阻燃剂的加入有利于阻隔炭层的形成,能阻止环氧树脂的热降解,同时提高了环氧树脂的热稳定性,提高了成炭性能和阻燃性能,添加了有机硅阻燃剂的环氧树脂阻燃效果也会更好。

参考文献

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热降解动力学 篇7

关键词：SBR法,动力学,基质降解,回归分析

序批式活性污泥法 (Sequencing Batch Reactor) 又简称为SBR法, 完整的运行过程包括进水、反应、沉淀、排水和待机5个阶段, 属于间歇运行的生物处理工艺[1]。由于SBR法具有工艺简单, 耐冲击负荷能力高, 脱氮除磷效果较好等优点[2], 目前在国内得到广泛的应用[3,4]。对于序批式活性污泥法的基质降解的数学模式主要包括两种:第一种是经验模式, 典型代表是埃肯费尔德 (Eckenfelder) 模式;第二种是基本模式, 即将莫诺 (Mo nod) 方程式引入污水生物处理的设计和运行之中, 该模式以微生物生理学为基础, 适用于单一基质的污水。David Quesnel等利用Monod方程得出了好氧生物法处理难生物降解废水的动力学系数。本研究即是对SBR反应器内基质降解的速度、浓度等因素之间的关系进行初步的探讨, 对优化SBR工艺的设计和运行具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 序批式活性污泥反应器

SBR反应器有效容积3.4 L, 采用有机玻璃制成。采用电磁式空气压缩机对系统提供曝气, 曝气头设在反应器底部, 空气管路上设有空气阀门用来调节曝气量的大小。

1.2 试验水质与分析方法

试验中接种的活性污泥取自污水处理厂, 驯化活性污泥的污水为普通的生活污水。污水的各项水质参数在取样后立即进行分析。试验过程中主要检测项目包括:COD、总氮、总磷、氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮等, 分析方法依照国家环保局编写的《水与废水检测分析方法》第4版进行[6]。

1.3 试验方法

1) 基本假设。进入曝气池内的污水水质和微生物浓度都是均匀的;基质是可溶性的, 且不含有毒有害物质;曝气池处于完全混合状态, 且稳定运行;沉淀阶段固液分离情况良好;排水阶段, 微生物失去活性, 且出水水质、微生物浓度均匀恒定[7]。

2) 试验方法。试验所采用控制曝气瞬时进水的方式, 属于完全混合式反应器。将运行条件控制在HRT=8.0 h, p H=7.5, DO=1.0 mg/L, COD=458.68 mg/L, NH4+-N=47.12 mg/L, TN=59.18 mg/L, TP=5.32 mg/L, MLSS=4 883 mg/L, 对COD, NH4+-N, NOx--N, TN的浓度随反应进行时间的变化轨迹进行跟踪, 以得出它们的变化规律。

2 结果与分析

2.1 硝化和反硝化反应动力学

硝化反应分为两步:首先NH4+-N在亚硝酸菌的作用下转化为NO2--N, 之后NO2--N在硝酸菌的作用下氧化为NO3--N。生物脱氮动力学是表征硝酸盐和有机物的微生物比增长率关系。在硝化反应中, 氨氧化细菌的比增长速度为0.4 d~0.5 d, 小于亚硝酸盐氧化菌的比增长速度, 并且硝化反应常数KN很小。所以, 在稳态条件下, 氨氧化细菌将NH4+-N氧化为亚硝酸盐的过程是NH4+转化为NO3-的限制步骤。因此, 硝化反应更加接近Monod关系的基本条件, 如式 (1) 所示。

其中, μNS为微生物比增长速率, d-1; (μmax) NS为最大比增长速率, d-1;KN为饱和常数, 15℃时取值0.4 mg/L;X为亚硝酸菌浓度, mg/L;ρN为反应时间。

反硝化反应属于还原反应, 即NO3--N和NO2--N被还原为分子氮气, 在此过程中功能菌为反硝化菌。反硝化菌的增殖速率和底物去除的动力学也可以用Monod方程来描述, 如式 (2) 所示。

其中, μD为反硝化菌的比增长速率, h-1; (μmax) D为反硝化菌的最大比增长速率, h-1;D为NO3--N的浓度, mg/L;KD为底物NO3--N的饱和常数, mg/L。

当饱和常数小于硝酸盐浓度时, 认为比增长速率μD与底物浓度D之间为零级反应关系。在大多数情况下, 饱和常数KN取值在0.8 mg/L~1.2 mg/L范围, 与氨氮的浓度相比可以忽略不计, 就基质而言硝化速度可被认为是零级反应。所以, NH4+-N的氧化速度可以近似等于其最大氧化速度 (μmax) NS和亚硝酸菌浓度的乘积。即式 (1) 可以改写成式 (3) 。

2.2 动力参数的确定与讨论

如图1所示, 从进水至反应结束的整个过程中都伴随着氨氮的去除, 并且呈现逐渐递减的趋势。在亚硝化细菌浓度几乎不变的情况下, 氨氮的降解速率应近似为一个常数。但是, 按照实测数据, 随着反应时间的延长氨氮降解速率呈小幅下降之势, 可能是反应器内含有许多异养型硝化菌。在初期有机物浓度较高, 异养硝化菌的代谢速度较快, 导致氨氮的降解。之后, 有机物逐渐被消耗完, 异养硝化菌的代谢能力下降, 则氨氮的降解速率也随之下降。

图2为总氮的降解以及拟合曲线。在反应开始的0 h~3 h内, 总氮的去除速率较大;之后去除速率变小。在起始的3 h内, 平均反硝化速率分别达到17.62 mg TN/h, 14.18 mg TN/h, 8.40 mg TN/h和6.40 mg TN/h;但是3 h之后, 反硝化速率急剧下降, 仅有1.81 mg TN/h。反硝化反应伴随着系统内整个反应的进行, 可被利用的碳源减少, 速率也逐渐降低。从总氮的去除规律可以得出, 反硝化反应的速率与进水中的有机底物, 尤其是易降解的有机物的含量多少有密切的关系, 易降解的有机物含量越高, 反硝化的速率越快, 反之则愈慢。

2.3 有机物去除动力学

吸附过程和底物分解过程是有机物去除的两个主要的过程。当污水与活性污泥发生接触时, 有机物在短时间内被大量去除, 这种现象称为初期吸附。随着反应的进行, 被吸附的有机物一部分被微生物水解为小分子有机物, 然后被摄入微生物体内, 这就是微生物的同化作用。活性污泥微生物的耗氧量在吸附发生的初期, 与表观有机物的去除量并无直接关系, 而是与被同化的量有关。在本试验中, 活性污泥系统在初期表现出较强的吸附作用。活性污泥微生物的酶促反应即为底物分解的过程。目前, 用来描述底物分解过程的公式很多, 其中, 比较常用的是埃肯弗尔德 (Eckenfelder) 公式。在活性污泥微生物的对数增殖期, 有机底物的降解规律可以用下式表示:

其中, Y为产率系数;S为底物浓度, mg/L, 以BOD或CODCr表征;X为混合液悬浮固体浓度;t为反应时间。

这说明在对数增殖期初期, 有机底物是按对数规律进行降解的。当进入减速增长期后, 有机底物不充足时, 根据Eckenfelder公式, 底物的降解规律是:

上式说明当系统内具有相同污泥浓度时, 当微生物进入减数增长期的时候有机物浓度降低, 有机底物按照对数规律进行降解。

污泥浓度不同的时候, 速率常数K1, K2和常数C1, C2并不相同。本次试验目的就是考察不同条件下有机物的降解规律, 找出在不同的污泥浓度条件下, 有机底物降解速率常数K1, K2和常数C1, C2。

图3出示了整个反应期内COD浓度随时间变化曲线, 试验结果表明, 在整个反应期内, 降解速率的变化范围在-3.96 mg COD/h~300.08 mg COD/h, 对COD的降解速率呈现逐步降低的趋势, 初步分析原因可能为, 在较低溶解氧浓度条件下, 在初期的COD的去除中, 微生物的吸附降解起着较大的作用。活性污泥与污水接触的初期以吸附为主。然而, 对于生物降解的吸收和吸附而言并不能完全区分开来, 因此在初期, 溶解性有机底物的去除是吸附与吸收共同作用的结果。在进水最初2 h内, COD的平均降解速率达到162.21 mg/h, 去除率达到约79.80%。2 h之后的各时间段里, 系统内的COD浓度逐渐降低, 并且大部分均是一些比较难降解的有机底物, 也是导致系统内COD降解速率降低的原因。对初期和反应后期的降解速率曲线进行线性拟合, 方程式分别为ln S=e (-0.652 1t+6.105 9) 和ln S=e (-0.181 1t+4.625 6) , COD降解速率的常数K1, K2相差较大, 在反应初期K1较大的原因主要取决于活性污泥在初期具有较强的吸附作用, 使得COD在短时间内迅速下降。

3 结语

1) 整个反应期内, COD降解速率的变化范围-3.96 mg COD/h~300.08 mg COD/h, 降解速率呈现逐步降低的趋势;氨氮的降解速率随着反应时间的延长呈小幅下降之势;总氮的降解在反应开始的0 h~3 h内, 总去除速率较大, 之后去除速率变小。2) 根据试验数据, 分别对COD, NH3-N和TN降解数据进行线性回归, 以分别求出各自的减速增殖速度常数K2, 得出相应的底物降解动力学方程:COD:ln S=e (-0.652 1t+6.105 9) (初期) 和ln S=e (-0.181 1t+4.625 6) (后期) 。NH3-N:ln S=e (-0.387 4t+3.886 0) 。TN:ln S=e (-0.243 9t+4.048 0) (初期) 和ln S=e (-0.077 4t+3.547 8) (后期) 。3) 研究表明, 在本试验工艺参数条件下, SBR内的基质降解动力学关系符合一级反应方程。

参考文献

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热降解动力学 篇8

1 试 验

1.1 试验材料

实验原料为粒径范围在0.074～0.3 mm范围内的废印刷线路板非金属粉末,主要成分包括溴化环氧树脂、玻璃纤维和粘结剂。

1.2 试验设备

本研究所涉及的水热实验是在一个间歇式反应器中完成,间歇式反应器采用SUS 316不锈钢材料,具有较好的耐腐蚀和耐压性,如图1所示,内容积为6 mL,两端通过管接头密封,可承压20 MPa。整个反应过程是在盐浴炉中进行,如图2所示,盐浴炉中的升温过程和温度测定是由外置的温度控制器控制。采用NaNO3与KNO3按质量比为1:1.5混和,升高温度至混和盐完全融化形成盐浴,利用外部电机带动盐浴炉内部的搅拌子进行搅拌,确保盐浴体系内部温度一致,盐浴的最高温度可以达到550 ℃左右。冷却水槽中的冷却水为自来水。

1.3 试验方法

(1)称取0.1 g左右的废线路板非金属粉末和4 mL蒸馏水置于反应器中,持续充氮气1 min,以保证反应体系没有氧气存在,迅速将反应器密封。摇匀后将反应器快速放到已到达设置温度的盐浴之中,并开始计时。(2)反应结束后,将反应器从盐浴中取出并放入冷水槽,冷却至室温。(3)开启反应器,反应产物经过滤,液相产物装入样品瓶中,固相产物则分别先后用丙酮和去离子水清洗后,放置于110 ℃烘干并称重。

1.4 分析测试

采用气相色谱-质谱分析仪(GC-MS,Trace DSQ 气相色谱-质谱联用仪,美国热电公司)测定液相产物的相对分子质量、分子结构和混合物的组成。测试条件:色谱柱:DB-5MS石英毛细管柱(30 m×0.25 mm×0.25 μm);柱温:70 ℃(保留1 min)-250 ℃(保留5 min);升温速度:15 ℃/min;汽化温度:250 ℃;载气(流量):高纯He(1.0 mL/min);分流比:10:1;进样量:1.0 μL;MS 监测器采用离子源 EI 源,应用电离电压 70 eV,发射电流200 μA,离子源温度 200 ℃,扫描速率1次/s,扫描形式和质量范围是 20～350 a.m.u,成分的鉴别采用 Nist 图谱库,溶剂延迟3.00 min。

2 结果与讨论

2.1 不同温度下所得液相产物

2.1.1 水热反应温度300 ℃

水热反应机理是建立在水热反应产物分析的基础之上,为此,本实验主要对物料在300～400 ℃间进行水热反应后得到的液相产物进行GC-MS分析。图3为水热反应温度300 ℃、反应时间30 min条件下,液相产物的GC-MS图。

液相产物的定性分析则根据NIST标准数据库查询文件对比后确定产物中主要组分及其结构式、分子量和相对面积。如表1所示。

由表1可见,300 ℃的液相产物中,废印刷线路板水热降解的主要产物为苯系物,此温度下液相产物检测出的苯系物有二甲苯、苯酚、取代苯酚、溴代芳烃等物质,其中对异丙烯基苯酚、双酚A和苯酚的量最大。在该水热反应温度下,溴在液相中的存在形式主要为有机溴代物,如2-溴苯酚、2,6-二溴苯酚和2-甲基-4-异丙基溴苯等,这些物质大多来自于溴化环氧树脂中的四溴双酚A的分解[15]。此外产物还检测出含氮有机物,如1-甲基-2-吡咯烷酮,液相中的氮素主要是来自固化剂双氰胺及促进剂二甲基甲酰胺等物质的分解[16]。

2.1.2 水热反应温度360 ℃

图4为水热反应温度360 ℃、反应时间30 min条件下,液相产物的GC-MS图。

液相产物的定性分析则根据NIST标准数据库查询文件对比后确定产物中主要组分及其结构式、分子量和相对面积。如表2所示。

由表2可见,360 ℃的液相产物中,苯酚和对异丙基苯酚是水热反应温度360 ℃下液相产物的主要成分,与水热反应温度为300 ℃时的液相产物相比,苯酚含量的大幅度增加,结果表明水热反应剧烈,产物中大分子酚类物质降解加剧,且产物趋同。此外,反应产物中未检测出含溴有机物,结果表明在此反应温度条件下,有机溴代物中的溴发生了进一步的断键反应。

2.1.3 水热反应温度400 ℃

图5为水热反应温度400 ℃、反应时间30 min条件下,液相产物的GC-MS图。液相产物的定性分析则根据NIST标准数据库查询文件对比后确定产物中主要组分及其结构式、分子量和相对面积, 如表3所示。

比较表2和表3可以发现,水热反应温度400 ℃时的液相产物组成与水热反应温度360 ℃时的液相产物组成的大体相同,主要为酚和取代苯酚类物质,但是,水热反应温度400 ℃时的液相产物中各种取代酚类物质含量明显增加,而苯酚则呈现出下降的趋势,这一现象表明水热反应温度400 ℃条件下,水热降解过程基本完成,二次聚合反应增多。

由上述讨论可知:废弃印刷线路板非金属组分中的树脂在水热条件下降解得到的液相产物主要是包含6～15个碳原子的复杂有机物,主要的降解产物有苯酚、甲基苯酚、乙基苯酚、异丙基苯酚等物质。水热反应温度是影响液相产物的种类和组成的重要因素。在相对较低温度下,树脂主要降解为分子链较长的大分子,溴在产物中的存在形式主要以溴代酚类物质为主。随着水热反应温度的升高,树脂高分子链获得足够的能量发生更多的链断裂反应,降解速度加快,有机溴代物质得到进一步降解并脱溴,产物中苯酚含量明显增多,产物趋同;继续提高温度,水热降解过程完成,苯酚含量下降,二次聚合反应概率增加。

2.2 水热降解机理

聚合物降解是高分子有机物在机械力、热、高能辐射、超声波或化学反应作用下,分子链被分裂成较小部分的反应过程[17]。对废旧高分子材料回收而言,聚合物降解机理的研究有利于控制反应进程,优化反应条件,提高目标产物收率。废印刷线路板非金属中树脂水热降解反应是包含若干基元反应的复杂反应,降解途径和产物分布受反应条件的影响较大。

根据化学键能理论,当反应体系提供的能量大于树脂分子链中某些键的解离能时,这些键将断裂产生自由基。化学键断裂产生自由基,一方面自由基通常都活性物质,或者引发新的链式反应生成新的物质或自由基,或者自由基之间结合生成新的稳定的物质,实现自由基反应的终止,另一方面自由基的产生使得原有分子中的化学键键能发生了较大的变化,如HO-C2H5的化学键能是391.2±2.9 kJ/mol,但是如果HO-C2H5失去一个H形成HO-CH2C·H2,其C-O的化学键的键能为125.9±10.5 kJ/mol,较HO-C2H5中的C-O大大降低,在高温下很容易发生断键,产生新的自由基[18]。在较高的水热反应温度下,树脂高分子获得较高的能量,断链点位增多。尽管高分子树脂热降解具有一定的随机性,但是总是从化学键键能较弱的部分进行。随着温度的升高,溴化环氧树脂中的一些键能相对较高的化学键也开始断裂,如Ph-CH2Ph(378.2±8.4) kJ/mol、(CH3)2C-HOH(380.7±4.2) kJ/mol、H2COCH-CH3(391.2±10.5) kJ/mol、Ph-OCH3(416.7±5.9) kJ/mol等等。液相产物所检验出的共性产物如苯、甲苯、双酚A等主要源于树脂中一些高能键在高温区间内的直接断裂。大部分树脂主链通过热裂解过程,断裂生成小的分子链段,并且继续在高温水热下发生歧化、加氢、重构等反应生成小分子物质。

由上述讨论,并结合Barontini等学者[19,20]对溴化环氧树脂热解过程的研究结果,初步推断溴化环氧树脂在高温水热阶段主要发生以热裂解为主的断链机理,如图6所示。

另一方面,水热反应温度300 ℃时废印刷线路板非金属中溴化环氧树脂的水热降解液相产物以双酚A、对异丙烯苯酚和苯酚为主,同时产物中还存在多种溴代酚。一般而言,250～300 ℃范围内的水的离子积达到10-11,作为反应介质的水会表现出较强的酸碱催化作用。因此,在较低的水热反应温度条件下,水分子首先进攻溴化环氧树脂分子链上的醚键,使其发生水解反应生成溴代双酚A单体和一些低聚物。此后在水的酸碱催化作用下,溴双酚A又会进一步发生分解,生成苯酚、对异丙烯基苯酚以及溴代酚类物质。结合碱性条件下的水热有机反应机理[21],提出废印刷线路板非金属中溴化环氧树脂在较低水热温度条件下主要以水解反应为主,其降解途径如图7所示。

由以上分析可知,在废印刷线路板非金属中溴化环氧树脂水热反应体系中可能同时存在着热裂解反应和水解反应两种作用机制,这两种作用机制共同作用,随反应条件的变化决定不同的产物分布。其中在低温阶段,水解反应机制起主要作用,双酚A、对异丙烯基苯酚等单体物质是其主要产物;在高温阶段,热裂解反应机制起主要作用,苯酚、邻甲酚、对甲酚等小分子化合物是其主要产物。

3 结 论

(1)本文的研究结果表明水热条件有利于废印刷线路板非金属中溴化环氧树脂的降解,其主要液相降解产物是包含6～15个碳原子的复杂有机物,苯酚、异丙基苯酚等成分是其主要产物,而这些苯酚类有机物均属于重要的化工原料,因此,水热技术能够实现废印刷线路板中非金属树脂的高值化回收,而且避免了二次污染。

(2)结合产物分析,废印刷线路板非金属中溴化环氧树脂在水热条件下同时存在水解和热裂解反应。低温阶段,水解反应起主要作用,双酚A、对异丙烯基苯酚等单体物质是其主要产物;高温阶段,热裂解反应起主要作用,苯酚、邻甲酚、对甲酚等小分子化合物是其主要产物。

(3)废印刷线路板非金属中溴化环氧树脂水热降解产物的分布及产率主要决定于温度。

摘要：废弃印刷线路板现有回收处理技术效率低,易造成资源的浪费和环境二次污染一直是关注的焦点。本文着重探讨了水热技术在废弃印刷线路板基材中非金属回收处理方面的应用。对水热处理废弃印刷线路板基材中非金属物料的机理进行了初步探索。结果表明:废印刷线路板水热降解的主要产物是苯酚等酚类物质,且存在水解和热解两种降解途径。