非等温动力学积分_微分法研究聚苯乙烯热解反应机理及动力学参数.pdfVIP

　第22 卷第5 期 高分子材料科学与工程 . 22, . 5 V o l N o 　2006 年9 月 . 2006 POL YM ER M A T ER IAL S SC IEN CE AND EN G IN EER IN G Sep t 非等温动力学积分- 微分法研究聚苯乙烯 热解反应机理及动力学参数 1 2 1 1 1 曾文茹 , 周允基 , 霍　然 , 姚　斌 , 李元洲 ( 1. 中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室, 安徽 合肥 230027; 2. 香港理工大学屋宇设备工程学系, 香港) 摘要: 首次采用积分微分相结合的方法研究了聚苯乙烯非等温热解动力学, 通过比较同一机理函数的 微分和积分法结果, 推测了聚苯乙烯热解所遵循的机理及动力学参数。实验结果显示, 在氮气中聚苯乙 烯有一个失重阶段, 温度范围282. 9 ℃～ 398. 2 ℃, 在此范围内约有96% 聚苯乙烯发生了分解, 其最大失 重速率发生在372. 4 ℃。积分微分法拟合结果表明, 聚苯乙烯在氮气中的热解符合一级化学反应, 其动 力学模型方程式为: = (- ) ( 1- ) 。平均表观活化能 为199. 2 , 为36. 56。 d d t A exp E R T E kJ mo l lnA 关键词: 聚苯乙烯; 非等温动力学积分微分法; 热解反应动力学 中图分类号: O 631. 5　　　文献标识码: A 　　　文章编号:(2006) 　　高温热解法是回收废旧聚苯乙烯的主要途 方法处理非等温数据时, 最好同时使用积分和 径。聚苯乙烯的热解涉及主链断链、碳氢键断 微分法, 通过比较两种方法的结果, 选择最接近 裂、自由基复合、歧化等诸多反应。对于其反应 的动力学参数作为最终结果, 而所用的函数作 [ 6 ] 机理和动力学参数, 文献结果存在较大分歧。部 为反应机理 。基于上述考虑, 本文首次采用积 分学者认为, 聚苯乙烯热解为一级反应, 但所报 分微分相结合的方法研究了聚苯乙烯的热解 [ 1 ] [ 2 ] 道的活化能值相差较大 。K isho re 认为, 聚 反应, 旨在更准确地了解其反应机理及动力学 苯乙烯热解为零级反应。此外还有报道认为, 该 参数, 为裂解法回收聚苯乙烯提供一定的理论 反应级数介于0～ 1[ 3 ] 或 1～ 1. 1[ 4 ] 之间。这种差 指导。 异的产生除了实验条件不同外, 主要与所采用 的热动力学处理方法有关。