亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        基于TBHP 影響的聚丙烯腈環(huán)化反應(yīng)研究

        2023-11-15 08:47:42耿葉花
        山西化工 2023年10期
        關(guān)鍵詞:二甲基亞砜聚丙烯腈丁基

        張 愷,耿葉花

        (山東國(guó)泰大成科技有限公司,山東 泰安 271600)

        0 引言

        聚丙烯腈的預(yù)氧化是在180~270 ℃的密閉爐內(nèi)對(duì)其進(jìn)行反應(yīng),使聚丙烯腈的分子內(nèi)發(fā)生連續(xù)的脫氫、環(huán)化及氧化反應(yīng),最終形成一種具有耐熱、阻燃、抗熔的網(wǎng)狀分站結(jié)構(gòu)。該過程是聚丙烯腈制備碳纖維的核心環(huán)節(jié),存在著反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)、效率低、生產(chǎn)成本高的不足,是影響碳纖維制備的核心瓶頸。目前通過對(duì)聚丙烯腈進(jìn)行化學(xué)改性是改善聚丙烯腈預(yù)氧化結(jié)構(gòu)、縮短其預(yù)氧化時(shí)間的最常用方法,常見的化學(xué)改性試劑主要包括了高錳酸鉀、過氧化氫等。高錳酸鉀改性劑在使用過程中能夠提高反應(yīng)所需的結(jié)合氧,減少了聚丙烯腈氧化反應(yīng)時(shí)的活化能,雖然能夠提高反應(yīng)效率,但其中所含的重金屬離子會(huì)留在纖維中,影響后續(xù)的碳化質(zhì)量。過氧化氫在使用過程中則會(huì)減少纖維的皮芯結(jié)果,降低碳纖維強(qiáng)度[1]。

        文章提出了一種新的叔丁基過氧化氫(TBHP)反應(yīng)處理方案,利用叔丁基過氧化氫作為改性劑,對(duì)環(huán)化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)、環(huán)化反應(yīng)過程等進(jìn)行了研究。結(jié)果表明叔丁基過氧化氫能夠有效的降低聚丙烯腈的環(huán)化反應(yīng)過程,提高環(huán)化反應(yīng)質(zhì)量。

        1 試驗(yàn)方案制備及分析

        1.1 試驗(yàn)材料和設(shè)備

        試驗(yàn)材料選用叔丁基過氧化氫、聚丙烯腈、二甲基亞砜。所用的設(shè)備包括了差示掃描量熱儀器、熱重分儀。

        1.2 試驗(yàn)材料制備方案

        取聚丙烯腈和二甲基亞砜將其配置呈質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20.56%的溶液,制成混合溶液A。然后取一定量的叔丁基過氧化氫加入到二甲基亞砜溶液中,制成混合溶液B。取溶液A 和溶液B 將其混合后充分?jǐn)嚢栊纬筛男跃酆衔?,取適量的改性聚合物溶液均勻的涂抹在玻璃面板上,然后放入溫度為60 ℃的烤箱中烘烤6 h,使其中多余的二甲基亞砜揮發(fā)掉,獲取的就剩叔丁基過氧化氫/聚丙烯腈改性膜。

        最后再把叔丁基過氧化氫/聚丙烯腈改性膜在200、230、245、250 ℃的條件分別氧化20 min,最后得出的就剩預(yù)氧化叔丁基過氧化氫/聚丙烯腈改性膜。

        1.3 分析及測(cè)試方案

        首先利用熱重分析儀,對(duì)預(yù)氧化叔丁基過氧化氫(TBHP)/聚丙烯腈(PAN)改性膜進(jìn)行熱失重分析[2]。在測(cè)試時(shí)先取5 mg 的樣本,將其放入到分析儀中,設(shè)置分析溫度為500 ℃、工作時(shí)的升溫速率為15 ℃/min,氮?dú)饬髁堪?00 mL/min 進(jìn)行設(shè)置。

        其次利用差示掃描量熱儀器對(duì)預(yù)氧化叔丁基過氧化氫/聚丙烯腈改性膜的熱行為進(jìn)行研究。在測(cè)試時(shí)先取5 mg 樣本,將其放入到分析儀中,設(shè)置測(cè)量溫度為400 ℃,工作時(shí)的升溫速率為15 ℃/min,氮?dú)饬髁堪?00 mL/min 進(jìn)行設(shè)置。

        結(jié)合Kisssinger 方程,對(duì)發(fā)生環(huán)化反應(yīng)時(shí)的活化能和指前因子進(jìn)行分析,其表觀活化能的計(jì)算方法可表示為式(1)[3]:

        式中:β 為分析時(shí)的加熱速率,K/min;T1為反應(yīng)時(shí)的峰值溫度,K;A 為指前因子;R 為分子氣體常數(shù);E 為表觀活化能,kJ/mol;

        2 反應(yīng)效果分析

        叔丁基過氧化氫在170 ℃情況下的半衰期為11 h,在260 ℃情況下的半衰期時(shí)60 s,而聚丙烯腈在進(jìn)行預(yù)氧化時(shí)的溫度一般在180~270 ℃。因此在溫度較低時(shí)叔丁基過氧化氫處于較為穩(wěn)定的狀態(tài),隨著溫度的升高,叔丁基過氧化氫的分解速度迅速增加,分解產(chǎn)生的氧自由基含量不斷加大。利用差示掃描儀對(duì)聚丙烯腈的環(huán)化反應(yīng)進(jìn)行研究,叔丁基過氧化氫含量不同的情況下叔丁基過氧化氫/聚丙烯腈改性膜和未進(jìn)行改性處理的聚丙烯腈的DSC 曲線,如圖1 所示。

        圖1 不同情況下的DSC 曲線圖

        由圖1 可知,改性后的聚丙烯腈膜在約280 ℃的時(shí)候出現(xiàn)了一個(gè)明顯的熱流[4],而含有叔丁基過氧化氫的聚丙烯腈膜則沒有出現(xiàn)明顯的熱流現(xiàn)象,而且反應(yīng)時(shí)的最高溫度也降低到了約258 ℃,表明叔丁基過氧化氫能夠促進(jìn)聚丙烯腈的環(huán)化反應(yīng)。

        含有不同叔丁基過氧化氫含量的叔丁基過氧化氫/聚丙烯腈改性膜的DSC 數(shù)據(jù),如表1 所示。

        表1 不同情況下的DSC 數(shù)據(jù)匯總表

        由表1 分析可知。叔丁基過氧化氫/聚丙烯腈改性膜在反應(yīng)時(shí)的起始溫度為176 ℃,在反應(yīng)時(shí)存在2 個(gè)放熱峰。第一個(gè)放熱峰的最大溫度在246 ℃左右,第二個(gè)放熱峰的最大溫度在260 ℃左右。同沒有改性的聚丙烯腈膜對(duì)比,叔丁基過氧化氫/聚丙烯腈改性膜的反應(yīng)起始溫度降低了約88 ℃,最大放熱峰的溫度降低了約16.28 ℃,表明了叔丁基過氧化氫能夠有效降低反應(yīng)時(shí)的起始溫度。

        隨著叔丁基過氧化氫/聚丙烯腈改性膜中叔丁基過氧化氫含量的不斷增加,反應(yīng)時(shí)的環(huán)化反應(yīng)起始溫度和放熱峰值均有輕微降低。表明了叔丁基過氧化氫含量對(duì)聚丙烯腈環(huán)化反應(yīng)的影響不大[5]。

        3 叔丁基過氧化氫改性對(duì)預(yù)氧化聚丙烯腈熱失重影響

        為了進(jìn)一步研究叔丁基過氧化氫對(duì)聚丙烯腈預(yù)氧化反應(yīng)的影響,對(duì)叔丁基過氧化氫/聚丙烯腈改性膜及未改性的聚丙烯腈膜進(jìn)行模擬預(yù)氧化處理。在200、230、245、250 ℃的條件分別氧化20 min,獲取預(yù)氧化膜并對(duì)其分別進(jìn)行DSC 測(cè)試[6],結(jié)果如圖2 所示。

        圖2 不同預(yù)氧化膜下的DSC 曲線圖

        由圖2 可知,未改性的聚丙烯腈的放熱量達(dá)到了24.8 kJ/mol,其環(huán)化度達(dá)到了47.2%。叔丁基過氧化氫(TBHP)/聚丙烯腈(PAN)改性膜的放熱量達(dá)到了18.9 kJ/mol,其環(huán)化度達(dá)到了55.9%。采用改進(jìn)方案后其放熱量降低了23.8%,環(huán)化度提升了18.4%

        對(duì)叔丁基過氧化氫/聚丙烯腈改性膜及未改性的聚丙烯腈膜的TG 曲線[7],如圖3 所示。

        圖3 不同預(yù)氧化膜下的TG 曲線圖

        由圖3 可知,2 種膜的熱失重初始溫度一致,均為300 ℃,表明在經(jīng)過預(yù)氧化處理后兩種膜的環(huán)化結(jié)構(gòu)一致,對(duì)叔丁基過氧化氫的加入不影響聚丙烯腈在預(yù)氧化時(shí)形成的梯形結(jié)構(gòu)。但叔丁基過氧化氫(TBHP)/聚丙烯腈(PAN)改性膜的熱失重小于未改性的聚丙烯腈膜,表明了改性后的聚丙烯腈含有更多的環(huán)化結(jié)構(gòu)。

        當(dāng)在700 ℃時(shí)叔丁基過氧化氫(TBHP)/聚丙烯腈(PAN)改性膜的熱失重率為30.21%,而未改性的聚丙烯腈膜熱失重率為36.4%,叔丁基過氧化氫(TBHP)/聚丙烯腈(PAN)改性膜的熱失重率比未改性的聚丙烯腈膜熱失重率降低了20.5%,表明在改性后能夠顯著提升預(yù)氧化聚丙烯腈的碳化收率。

        4 結(jié)論

        叔丁基過氧化氫/聚丙烯腈改性膜的反應(yīng)起始溫度比沒有改性的聚丙烯腈膜降低了約88 ℃,最大放熱峰的溫度降低了約16.28 ℃。

        叔丁基過氧化氫(TBHP)/聚丙烯腈(PAN)改性膜的放熱量降低了23.8%,環(huán)化度提升了18.4%,熱失重率比未改性的聚丙烯腈膜熱失重率降低了20.5%,能夠顯著提升預(yù)氧化聚丙烯腈的碳化收率;

        猜你喜歡
        二甲基亞砜聚丙烯腈丁基
        一種光控制的可逆配位交聯(lián)聚丙烯腈的制備及其循環(huán)利用方法
        二月桂酸二丁基錫的應(yīng)用及研究進(jìn)展
        云南化工(2021年5期)2021-12-21 07:41:12
        減壓精餾法精制二甲基亞砜
        聚丙烯腈生產(chǎn)中溶劑二甲基亞砜回收*
        化工科技(2020年1期)2020-03-16 08:30:00
        聚丙烯腈/水滑石復(fù)合薄膜及其制備方法和應(yīng)用
        以二甲基亞砜為溶劑分離多種共沸物系的研究
        安徽化工(2018年6期)2019-01-11 13:04:52
        聚丙烯腈/棉纖維素薄膜的制備與性能研究
        二甲基亞砜在豬瘟病毒培養(yǎng)中的應(yīng)用
        環(huán)化聚丙烯腈/TiO2納米復(fù)合材料的制備及可見光催化活性
        固體超強(qiáng)酸催化合成丁基糖苷
        中字无码av电影在线观看网站| 国内免费高清在线观看| 国产揄拍国产精品| 99在线播放视频| 岛国av一区二区三区| 亚洲国产女性内射第一区二区 | 久久久亚洲日本精品一区| 亚洲精品在线免费视频| 白丝兔女郎m开腿sm调教室| 午夜无码大尺度福利视频| 日本一区二区三区啪啪| 熟女人妻在线中文字幕| 亚洲精品无码av人在线播放| 99re在线视频播放| 人妻少妇精品视频中文字幕国语| 电驱蚊液可以插一晚上吗| 欧美黑人xxxx又粗又长| 国产真人无遮挡免费视频| 在线亚洲国产一区二区三区| 国产情侣一区二区| 又湿又黄裸乳漫画无遮挡网站| 色综合久久精品中文字幕| 精品国产免费一区二区久久| 精品久久久bbbb人妻| 欧美午夜精品久久久久久浪潮 | 国产成人精品久久亚洲高清不卡| 玩两个丰满老熟女| 国内精品九九久久精品小草| 亚洲av熟女一区二区三区站| 48沈阳熟女高潮嗷嗷叫| 本道无码一区二区久久激情| 亚洲av网一区二区三区成人| 美女不带套日出白浆免费视频 | 国产欧美日韩视频一区二区三区 | 毛片色片av色在线观看| 黄片大全视频在线播放| 国产精品国产午夜免费看福利| 亚洲va欧美va人人爽夜夜嗨| 中文字幕在线乱码亚洲| 国产好大好硬好爽免费不卡| 亚洲精品黄网在线观看|