热解气氛对油漆稀料和塑料共热解特性的影响

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2021.11.005

中国塑料 ›› 2021, Vol. 35 ›› Issue (11): 32-37.DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2021.11.005

热解气氛对油漆稀料和塑料共热解特性的影响

何芬芬¹(), 林庆文¹, 刘玲²(), 岳海玲²

^1.中国人民警察大学研究生二队，河北廊坊 065000
^2.中国人民警察大学火灾物证鉴定中心，河北廊坊 065000

收稿日期:2021-04-06 出版日期:2021-11-26 发布日期:2021-11-23
作者简介:何芬芬（1998-），女，硕士研究生，主要研究方向为火灾调查和助燃剂鉴定，1064637550@qq.com

Effect of Pyrolysis Atmosphere on Co⁃pyrolysis Characteristics of Paint Thinners and Plastics

HE Fenfen¹(), LIN Qingwen¹, LIU Ling²(), YUE Hailing²

^1.Squad two of Graduate Faculty，China People′s Police University，Langfang 065000，China
^2.Fire Physical Evidence Appraisal Center，China People′s Police University，Langfang 065000，China

Received:2021-04-06 Online:2021-11-26 Published:2021-11-23
Contact: LIU Ling E-mail:1064637550@qq.com;50088198@qq.com

摘要/Abstract

摘要：

为研究不同热解气氛对油漆稀料与聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）共热解特性的变化规律，采用同步热分析仪，根据预实验结果，测定在升温速率为10 ℃/min时，不同热解气氛（空气和氮气）条件下油漆稀料和PET塑料共热解过程中失重（TG）、焓变（DSC）的变化，并采用Coats?Redfern法对样品进行热动力学分析。结果表明，样品在氮气气氛下的热解过程存在明显的滞后现象，质量损失率为82.2 %；在空气气氛中更有利于油漆稀料和PET塑料的共热解反应中间产物的检出；PET塑料及其燃烧残留物在空气中的平均活化能均小于氮气中的值，但混合物在空气中400~475 ℃温度间活化能更低；500 ℃后混合物达到二次燃烧条件。

关键词: 热解气氛, 油漆稀料, 塑料, 共热解, 热动力学

Abstract:

To explore the change of co?pyrolysis characteristics of paint thinner and plastics under different pyrolysis atmosphere. According to the pre?experiment results， the variations of mass loss in TG and enthalpy in DSC during the co?pyrolysis of paint thinner and plastics were measured under different pyrolysis atmosphere （air and nitrogen） at a heating rate of 10 ℃/min using a synchronous thermal analyzer. The thermal dynamics of the samples were analyzed using a Coats?Redfern method. The results indicated that the pyrolysis process of the sample in nitrogen atmosphere showed an obvious lag phenomenon， and its mass loss rate was as low as 82.2 wt %. The air atmosphere was more advantageous to the detection of paint thinner and PET plastic co?pyrolysis reaction intermediate products. The average activation energy of PET plastic and its combustion residues in the air was lower than that in nitrogen. However， the activation energy of the mixture in the air was lower at 400~475 ℃. The mixture reached a secondary combustion condition at 500 ℃.

Key words: pyrolysis atmosphere, paint thinner, plastics, co?pyrolysis, thermal dynamic

中图分类号:

TQ 323.4⁺1

何芬芬, 林庆文, 刘玲, 岳海玲. 热解气氛对油漆稀料和塑料共热解特性的影响[J]. 中国塑料, 2021, 35(11): 32-37.

HE Fenfen, LIN Qingwen, LIU Ling, YUE Hailing. Effect of Pyrolysis Atmosphere on Co⁃pyrolysis Characteristics of Paint Thinners and Plastics[J]. China Plastics, 2021, 35(11): 32-37.

图/表 8

图1 空气气氛下混合样品在不同升温速率下的TG曲线

Fig.1 TG curves of mixed samples at different heating rates in air atmosphere

图2 10 ℃/min升温速率下PET粉末在不同气氛下的TG曲线

Fig.2 TG curves of PET powder in different atmospheres at a heating rate of 10 ℃/min

图3 10 ℃/min升温速率下PET粉末不同气氛下的DSC曲线

Fig.3 DSC curves of PET powder in different atmospheres at a heating rate of 10 ℃/min

图4 10 ℃/min的升温速率下混合物在不同气氛下的TG曲线

Fig.4 TG curves of the mixture in different atmospheres at a heating rate of 10 ℃/min

图5 10 ℃/min的升温速率下混合物在不同气氛下的DSC曲线

Fig.5 DSC curves of the mixture in different atmospheres at a heating rate of 10 ℃/min

图6 10 ℃/min的升温速率下PET粉末在不同气氛环境下不同反应级数对比曲线

Fig.6 Comparison curves of different reaction series of PET powder in different atmosphere at a heating rate of 10 ℃/min

图7 10 ℃/min的升温速率下混合物在不同气氛环境下不同反应级数对比曲线

Fig.7 Contrast curves of different reaction series of mixtures in different atmospheres at a heating rate of 10 ℃/min

样品	气氛环境	n	T_A?B/℃	拟合直线	R2	E/kJ?mol^?1
PET粉末	Air	1	400~500	y=0.835x?13.972	0.996 44	7.276
PET粉末	N₂	2	400~500	y=?10.100x+10.548	0.992 43	88.011
混合物	Air	0.25	25~100	y=0.151x?10.576	0.991 05	1.316
		0.25	400~475	y=0.854x?13.846	0.995 8	7.442
		0.25	500~675	y=0.773x?13.662	0.992 36	6.732
	N₂	0.1	25~100	y=0.092x?9.669	0.993 93	7.468
	N₂	0.1	400~475	y=0.857x?14.026	0.998 15	0.797

表1 10 ℃/min的升温速率下样品在不同气氛环境的热解动力学参数

Tab.1 Pyrolysis kinetic parameters of samples in different atmospheres at a heating rate of 10 ℃/min

参考文献 19

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