第19卷第8期

李爱元等DCPD/苯乙烯共聚树脂的热分析研究

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表1

DCPD/St共聚物的基本性能

Tab.1

BasisperformancesofDCPD/Stcopolymer

DCPD/St共聚物重均相对分子质量（Mw）软化点/℃色度

实测值

18001215

1.4测试与表征

（1）热转变行为：采用差示扫描量热（DSC）法进

行表征（升温范围为30～600℃，升温速率分别为5、

10、20℃/min，N2气氛，流量为20.0mL/min）。

（2）热分解过程：采用热重（TG）分析法进行表

征（升温范围为30～600℃，升温速率分别为5、10、

20℃/min，N2气氛，流量为20.0mL/min）。

（3）重均相对分子质量（Mw）：采用凝胶渗透色谱（GPC）法进行测定（流动相为四氢呋喃）。

（4）软化点（Ts）：按照GB/T4507-1999标准，采用环球法进行测定。

（5）色度：按照GB/T12007.1-l989标准，采用加德纳色度法进行测定。

2

结果与讨论

2.1

DCPD/St共聚树脂的热转变行为

升温速率不同时DCPD/St共聚树脂的DSC曲

线如图1所示，分解放热峰的峰值温度与升温速率的关系如表2所示。由图1、表2可知：DSC曲线主要呈单分解放热峰；在其它条件相同的前提下，随着升温速率的提高，热分解反应的特征温度（即起始温度、终止温度和峰值温度）升高，说明DCPD/St共聚树脂的热稳定性越来越好；当温度低于200℃时，该共聚树脂具有较好的热稳定性。

2015

n

in

n

i）

10mimm//-1℃/℃℃W·g505012（/流热0-5

-10

150200250300350400450500550

温度/℃

图1升温速率不同时DCPD/St共聚物的DSC曲线

Fig.1DSCcurvesofDCPD/Stcopolymeratdifferentheatingspeed

2.2

DCPD/St共聚树脂的TG分析

DCPD/St共聚树脂的TG曲线如图2所示。由图2可知：TG曲线上出现两个平台，当温度<200℃

时，树脂的热稳定性较好；随着升温速率的增加，TG曲线向高温推移，起始失重温度、终止失重温度和最大失重温度均随之升高。

表2

升温速率与分解放热曲线峰值温度的关系

Tab.2

Relationbetweenheatingspeedandpeak-temperatureofpyrolysisexothermcurves

升温速率/（℃·min-1）

峰值温度/℃

5441.810457.620

500.9

10020℃/min8010℃/min%/5℃/min

）量60质余残40（w200

100200300400500600

温度/℃

图2升温速率不同时DCPD/St共聚物的TG曲线

Fig.2TGcurvesofDCPD/Stcopolymeratdifferentheatingspeed

这是由于在热失重过程中，温度越高，试样分子链的运动越来越加剧，进而产生断链；另外，当升温速率增加时，分子链运动的松弛时间越来越跟不上试验观察时间，表现为失重峰向高温推移。

由图2可知：DCPD/St共聚树脂在不同升温速率时的最终残炭率相同，说明不同的升温速率并不影响热分解最终残留物的组成，并且不同升温速率时的热分解过程基本相同。

2.3

DCPD/St共聚树脂热分解过程动力学分析DCPD/St共聚树脂的热分解方程如式（1）所示，

该反应的速率方程如式（2）所示。根据Audebert和

Aubineau理论[7]，可得到式（4）。设反应速率符合Arrhenius公式，如式（5）所示。将式（5）代入式（2），

得到式（6）；将升温速率β=dT/dt代入式（6），得到动

力学方程式（7），并以此为基本方程，采用动力学法对非等温动力学数据进行分析（不同处理方法可得到不同的数学表达式）。

D（s）B（s）+C（g）

（1）

式中：D为DCPD/St共聚树脂；B为反应后所剩

固体残渣；C为热分解生成的挥发性气体产物。

dαdt

=Kf（α）（2）