热重分析方法分析电视机外壳中阻燃剂等小分子的传质现象.pdfVIP

中国工程热物理学会 多相流 学术会议论文 编号：086114 热重分析方法分析电视机外壳中阻燃剂等 小分子的传质现象 １ 黄华杰，陈烈强 (华南理工大学化学与化工学院，广州 510640) （tel:020Email:skyhuang1996@） 摘要：为了增加电子塑料的防火性能，绝大多数的电子塑料都添加了阻燃剂，常见的阻燃剂有多溴联 苯醚和四溴双酚 A ，本文通过实验证明了废旧电视机外壳的阻燃剂主要是七溴联苯醚，电视机主体的 成分是聚苯乙烯（PS ）。而七溴联苯醚的挥发温度要小于电视机外壳主体聚苯乙烯的分解温度，本文通 过热重分析的方法，根据失重和时间的关系来初步的估算阻燃剂在熔融废旧电视机外壳表面的气液传 质现象。 关键词：废旧电视机外壳；阻燃剂；热重分析；传质现象 前言 热重分析法是在程序控制温度下测量物质质量与温度关系的一种技术，其主要功能 是观察试样重量随测试温度升高而发生的改变，从而得到试样失重百分率、初始分解温 度（T ）和终止温度（T ），以及试样反应速率等信息。该测试方法的最大优点是定量性 0 f [1] 强，并能准确地测定出物质的起始分解温度、分解速率，而且试样用量少，分辨率高 。 为了增强电视机外壳的性能，一般会在电视机外壳中添加含卤阻燃剂来提高电视机外壳 的耐火性能[2]。作者研究表明电视机外壳塑料中的阻燃剂主要是七溴二苯醚和八溴二苯 醚，绝大部分是七溴二苯醚。华南理工大学陈烈强教授等人在多年的研究中发现，废旧 家电塑料在热解过程，阻燃剂等小分子物质在低温下率先挥发出来[3]。基于这方面，本 文更深一步的通过热重分析的方法计算一定温度下塑料中小分子物质在塑料主体中的扩 散现象，以及小分子物质在气液界面上的传质系数。由物性数据所得这两种阻燃剂的挥 发温度都在 280 ℃以下，本实验通过低温挥发阻燃剂的方法估算阻燃剂（主要是七溴二 苯醚）在废旧电视机外壳中的气液传质系数。 1实验部分 1.1实验原料及其条件 废旧电视机外壳，实验仪器为德国 NETZSCH 公司的 STA449C 型热重分析系统,实 验样品量为 8-2 m 1g，反应气体流速为 150mL/min.等温法气化温度为: 280 ℃,升温过程 中使用N2 作保护气;非等温法的升温速率为: 5 ℃/min,终温为 280 ℃。所有的失重数据用 基金项目: 含卤塑料热解油的净化理论研究 （编号20060561008 ） 陈烈强：华南理工大学化学工程学科教授、博士生导师；主要研究方向：资源化工与资源能源。 相同操作条件下的空白实验进行校正。 1.2电视机外壳的成分分析 PS 红外光谱中的主要特征吸收带是 3125cm-1-3000cm-1 对应于苯环氢的伸缩振动， -1 和-1450cm-1 为苯环的伸缩振动，757cm-1 和 700cm-1 为苯环氢的面外弯曲振动， 1618cm -1 -1 -1 -1 1070cm 和 1029cm 为苯环的平面振动，960cm 为 1，4 加成聚丁烯的振动，910cm 和 990cm-1 为 1，2加成聚丁烯的振动。图 1 是废旧电视机外壳的红外分析谱图，从图中 看出电视机外壳的红外谱图拥有 PS