烟火药剂的DSC测试和分析.pptVIP

烟花绽放五彩缤纷、绚丽多彩 烟花爆竹发生事故危害大、难预防 烟火药剂由氧化剂、可燃物、火药着色剂和粘合剂等组成 热稳定性其非常重要的安全性能之一，利用热分析技术可以研究氧化剂和可燃剂的反应机理，为判断其安定性提供重要依据。;谭惠平和薛金根就“DSC法研究高氯酸钾的催化热分解反应”得到过渡金属铜、铁和钴氧化物对高氯酸钾的热分解反应有催化作用。;国外：;Kissinger法： 式中： α—t时刻试样已反应物质的百分数，或称转化率、反应深度； A—指前因子，s-1； β—升温速率，℃/min Ea—反应的活化能，J/mol； R—理想气体常数，J/(mol·K)； T—温度，K； 这样，通过不同升温速率β下的差热曲线，得到相应的一组Tp， 以ln(β/T2p)对1/Tp作图拟合成一直线，从该直线的斜率和截距可以求取活化能Ea和指前因子A。;Ozawa法： 式中： F(α) ——反应机理函数的积分形式； Ti——相同α下的分解温度，K。 在不同升温速率下，选择相同的反应深度α，通过lgβ与1/T的线性关系，从斜率求得活化能Ea值。Ozawa法避开了反应机理函数的选择而直接求出Ea值。避免了因反应机理函数的假设不同而可能带来的误差。因而往往被其他学者用来检验由它们假设反应机理函数方法求出的活化能值，这是Ozawa法的一个突出的优点。;?atava-?etsák法：在Ozawa法的基础上得： 式中的F(α)取30种形式。在选择机理函数的过程中，由于动力学机理函数存在相似性，对其进行动力学计算时，得到的相近数据较多，要从中选择出最可几机理函数和合理动力学参数值时还必须遵从以下经验判据，才可选出最可几机理函数与活化能值： (1) 用微分法和积分法计算的线性相关性系数要大于0.9； (2) 对于每个固定的βi(i =1，2，…，L)和表2.1中的每个机理函数F(α)，利用上述方法都可以计算出对应的Es和As值。通常，要求保留满足条件0Es400kJ/mol的Es及相应的lgAs； (3) 分别用这些Es与 Ozawa法计算出的Ea相比较，找出满足条件 的Es，分别用lgAs与Kissinger法求得的lgA相比较，找出满足的lgAs。对于符合上述要求的F(α)，计算出相关系数和剩余方差值。 ; DSC实验部分 实验数据与分析 动力学计算和分析; DSC实验部分;实验数据和分析;由上表数据看出在500℃温度范围内，单基药、单基药/KClO4、单基药/NH4ClO4和KClO3/MgAl的起始分解温度（Tonset)和峰温（Tp）都随升温速率（β）的增大而升高。但KClO3/C的起始分解温度（Tonset）随升温速率（β）的增大变化不大，处于330-333℃范围内；其峰温（Tp）也随升温速率（β）的增大而增大。单基药的放热量都在2000J/g以上；并且发现其反应放热量变化很大，可能是实验坩埚没有拧紧，导致反应所放出的热量有部分扩散到周围环境中去了。单基药/KClO4的放热量随升温速率（β）的增大而减小；KClO3/C的放热量随升温速率（β）的增大而增大。升温速率（β）较小时的KClO3/MgAl的放热量比升温速率（β）较大时的放热量大；单基药/NH4ClO4放热量较高，最大放热量为4299.96J/g 。 ;对比单基药、单基药/KClO4和单基药/NH4ClO4我们可以发现在单基药中添加其他药剂时，其起始分解温度（Tonset）增大，但是都在200℃左右；峰温（Tp）也增大，其都在190-220℃范围内；添加 KClO4的单基药最大放热量明显减少，而添加了NH4ClO4的单基药最大放热量明显增大。 对比单基药、单基药混合物和KClO3混合物可以得到，单基药及其混合物的起始分解温度（Tonset）和峰温（Tp）较低，位于200℃左右；KClO3混合物的起始分解温度（Tonset）和峰温（Tp）较高，位于330℃左右；五种试样的最大放热量由大到小为：单基药/NH4ClO4KClO3/MgAl单基药KClO3/C单基药/KClO4。 以10℃/min的升温速度对比各试样可得单基药/KClO4的起始分解温度（Tonset）最低为197.95℃，KClO3/MgAl的起始分解温度（Tonset）最高位337.30℃；单基药/KClO4的峰温（Tp）最低为211.61℃，KClO3/MgAl的峰温（Tp）最高为345.02℃。;动力学计算和分析; Ozawa法; ?atava-?etsák法;样品的热危险性分析;反应严重度的比较;SC-DSC数据在危险性评价中的应用; 以