毕业设计论文-外文文献翻译-化学工程与工艺-中英文对照.doc

1、毕业设计（论文）外文翻译毕业设计（论文）题目：环氧树脂聚环氧基苯基硅氧烷体系在5/min升温速 率下的热降解反应动力学研究 外文翻译（一）题目： Thermal stability of epoxy resins containing flame retardant components: an evaluation with thermogravimetric analysis 用热重分析法对含有阻燃剂的环氧树脂的热稳定性进行评估 外文翻译（二）题目：Thermal analysis kinetics applied to flame retardant polycarbonate 阻燃聚碳

2、酸酯在热分析动力学方面的应用 外文翻译（一）用热重分析法对含有阻燃剂的环氧树脂的热稳定性进行评估 作者：Chuan Shao Wu, Ying Ling Liu, Yie Chan Chiu, Yie Shun Chiu来源： Polymer Degradation and Stability 78 (2002) 4148 摘要：含有阻燃剂环氧树脂的热性能基于硅系阻燃剂、磷、和三聚氰胺，对其进行热重分析(TGA)。这个失重过程(包括减失重的温度，失重率，活化能为每个失重阶段）和热稳定性（包括的初始分解温度和积分程序分解温度）进行了表征。磷基团的环氧树脂的初始分解温度降低，硅和三聚氰胺基没有。积

3、分程序分解温度的环氧树脂显着增加，同时加入磷和硅的，由于形成高度的抗氧化剂和热稳定的炭层。将三聚氰胺组加入到含硅环氧树脂改变树脂没有严重影响其热稳定性及降解特性。关键词：热分析；环氧树脂；阻燃1.引言 阻燃环氧树脂被广泛应用于复合材料和电子产品的封装材料，传统上，溴的化合物，溴类氧化物用于补偿环氧树脂的易燃性1,2。考虑到毒性，腐蚀性，和生成的卤化气体和释放的毒性，燃烧过程中产生的内分泌干扰物质，应避免使用溴的化合物。目前的趋势是倾向于使用无卤素阻燃剂的环氧树脂3,4。氮，磷，硅和氮的化合物，这些化合物大多是用于取代阻燃环氧树脂中的溴化合物4,5。无卤素产品通常被称为“绿色产品”，广受世界欢迎

4、。 无卤阻燃环氧树脂的一些缺点，如低效率地阻燃，相对低的热稳定性，成本高，和复杂的合成，相关的的报道是通常的方法开发无卤阻燃环氧树脂611。因此，我们已作出努力，开发新的阻燃效率高，高的热稳定性，和合成简单的环氧树脂阻燃系统12 - 15。在阻燃效果上16,17，硅和磷表现出协同效应，另一方面，增强限制氧指数值也观察到引入氮气磷阻燃体系14,18,19。这些组合的组合物，具有两个或两个以上的阻燃元素，表现出非常效率高的阻燃性，并提供一个减少阻燃剂的量的使用方法。因此，成本降低并增强了环氧树脂的热性能和机械性能。 在我们以前的工作中20,21制备的一系列磷/含硅环氧树脂表现出优异的阻燃性能和良好

5、的热稳定性。通过与三聚氰胺的含化合物的固化，磷/氮和硅/氮的协同效应，在这项研究中也能观察到阻燃性的提高21,22，一个阻燃剂的动作的详细的调查对环氧树脂的热稳定性的材料是兴趣，并进行热分析。2.实验2.1物料 2DOPO-OH13，DOPO-BQ的23，DOPO-PN12，2DOPO-A13，和BAPPPO24,25（图1）根据报道的方法在我们实验室制备。二苯基硅二醇（DPSD）和三苯基（TPSO）是来自Aldrich公司的双酚A型环氧树脂（BE188，环氧当量EEW =188）O-cresolformaldehyde的线型酚醛环氧树脂（CNE200，EEW =200），和苯酚 - 甲醛酚醛

6、清漆（PFN，PF5110）分别来自畅春园，台湾塑胶有限公司。经三聚氰胺改性的苯酚-甲醛线型酚醛树脂是来自于日立化成工业株式会社，日本（Melan9000）。作为固化剂使用的二氨基二苯基甲烷（DDM）和双氰胺（DICY）来自日本TCI有限公司，从上述酚化合物与环氧树脂反应的融合过程（表1）20,21制备磷类和含硅环氧树脂，环氧化合物的化学结构和在这过程充当固化剂的分别示于图1和2。由各种环氧树脂的固化物和表2中的固化剂制备固化后的环氧树脂20,21 图1 环氧树脂的化学结构2.2热重分析 用热分析仪（TA）TGA2900热重分析仪在升温速率为10/分钟在氮气或空气气氛中进行热重分析。取出大约7

7、.0毫克样品用于测量。2.3热稳定性参数的测定 初始热分解温度（IDT）是由样品的开始发生重量损失时的温度确定。根据高峰值的微分热重（DTG）热得出最大重量损失率（Rmax）和最大重量损失率时的温度（Tmax）。积分程序分解温度（IPDT）是根据计算2628 （1）其中，A*是总实验曲线的面积比总TGA热分析的定义，K* A *的系数，Ti的初步实验温度，和Tf最后的实验温度27。 S1，S2，S3计算A *的表示A* =（S1+ S2）/（S1+ S2+ S3）和K*K* =（S1+ S2）/ S1中示于图327。2.4样品分解的活化能计算 根据热重分析（TGA）热分析计算固化环氧树脂的活化

8、能，通过积分的方法的基础上的何Witz的梅茨格方程27,29：其中，是分解率，是T和Tmax的差值，Tmax是最大重量损失率时的温度，R是理想气体常数，活化能是根据关于lnln(1-）-1和的直线得出。3结果与讨论3.1环氧树脂的降解 环氧树脂的降解是当所谓的阻燃元素是纳入聚合物材料，聚合物的重量损失的模式被改变。磷基在相对低的温度下分解，形成耐热性因子，延缓聚合物在高温下1214的重量损失率，硅迁移材料的表面，并形成阻隔氧化剂和热分解的保护层，由于硅在高温下的低表面能和高的抗氧化剂的稳定16,17。三聚氰胺组在温度高于350分解释放非可燃氨气并形成高度热稳定的蜜白胺和密勒胺产品14,15。所

9、有上述过程在火焰燃聚合物材料通过凝聚相和气相机制过程中起到重要的作用。 图4示出了在本研究中环氧树脂的一些TGA热分析，发现含有阻燃剂的环氧树脂的失重过程遵循以上讨论的模式。然而，特别值得注意的是，同时含有磷和硅的的环氧树脂由于高效率形成的炭层在高温的空气气氛下得以保存。含硅环氧树脂低炭产率树脂还表明，硅只能作为一个炭层保护，但没有一个炭子。加入三聚氰胺的环氧树脂没有显著的增加焦炭含量，因此在约350-500丢失一定量的氨，释放氨后，三聚氰胺基蜜白和白胺形成基于炭层的高度的热稳定性。 含有多种阻燃元素的环氧树脂降解过程的差异可以清楚的从差示热重（DTG）的热读出，在DTG热峰的数值的基础上，环

10、氧树脂的失重过程可视为几个阶段。由于阻燃元素的作用和大气环境，才观察到非常不同退化行为和发现不同数量的失重阶段阶段。从DTG的峰值热（表3和表4）读出最大失重速率(Tmax)时的温度和每个失重阶段最大失重速率（Rmax）的价值。含氮，磷的含环氧基树脂的重量损失（被指定为第1阶段的重量损失）在温度低于400的失重阶段并没有观察到的磷 - 自由环氧树脂。此外，引入硅或磷的环氧树脂第二阶段的失重（来自分解的树脂基体中）转移到了较高的温度（见Tmax2在表3中）。重量损失率（Rmax2）也减少了。另一方面，观察在空气中由于氧化更复杂的失重过程。在温度低于400时，观察到含磷环氧树脂一个失重过程。第2阶

11、段失重来自树脂矩阵的分解。第3阶段失重，没有观察到样品在氮气中分解，是由于焦炭的氧化后阶段的2重量损失。第2阶段失重的失重率由于掺入磷和硅明显变小，可以发现环氧树脂的分解释放的可燃产品量和速度的显着降低，因而，降低了树脂的可燃性。此外，额外的重观察到的树脂具有高磷含量和一定的量的硅（样品，PSE PSE-21-I-11-I和CNE-Si40-II）。量损失阶段（阶段4），这些高磷含量树脂导致焦炭含量高，和这些字符显示出良好的热稳定性的抗氧化剂的硅层的保护作用。第4阶段的失重，因此，应该从少量的字符在温度850以上，对于通过氧化损失其他环氧树脂，这一阶段的失重并非如此显而易见的，因为没有一个足够

12、大的量的字符保藏在如此高的温度下表现出失重的占主导地位的阶段。 使用公式（2），每一个阶段的活化能得到的固化的环氧树脂的重量损失的直线对应的lnln(1-)-1与加热速率（）（图5）。所有的斜率数据得到具有良好的相关性系数，更高在0.99以上。所计算的活化能值中列出的每一个阶段的环氧树脂的重量损失表3和表4中。 外文翻译（二） 阻燃聚碳酸酯在热分析动力学方面的应用 作者：H. Polli, L. A. M. Pontes, M. J. B. Souza, V. J. Fernandes Jr.and A. S. Araujo来源： Journal of Thermal Analysis and

13、 Calorimetry, 2006摘要：通过热重分析，研究了加入了阻燃添加剂的聚碳酸酯的降解动力学。在氮气氛下，用三种不同的加热速率：5/min，10/min和20/min将样品从30加热至900。vyazovkin无模型动力学方法应用于作为函数计算的活化能（Ea）的退化过程的转化率和温度。结果表明，没有阻燃添加剂的聚碳酸酯在温度略超过380时出现质量损失，含有阻燃添加剂的聚碳酸酯在温度略超过390才出现（在升温速率为5/min时）。阻燃聚碳酸酯和正常聚碳酸酯的活化能分别为190kJ/mol和165kJ/mol关键词：阻燃，无模型动力学，聚碳酸酯，热降解，热引言 阻燃性，可定义为当接触热源时

14、的低速燃烧，和当热源移除时会快速熄灭。一些聚合物或它的一部分有这样的特性，但是，在许多情况下，一种阻燃添加剂必须添加到该聚合物，以获得火焰电阻特性。 一种阻燃添加剂在聚合物以不同的方式作用：干扰的火焰传播的化学机制，可以产生非可燃气体供火焰燃烧的最小量空气；可以反应或改变它的状态吸收热，可以形成一个壳周围的火焰，避免的氧气供给到火焰。 聚碳酸酯的聚合物在自然状态下具有良好的阻燃性。然而，这种特性可以通过掺入阻燃添加剂可以进一步提高。某些碱金属或碱土磺酸盐已证明是特别有用的，因为它们的加入是少量的，聚碳酸酯的大部分透明度得以保留。其他团体的盐也已报道，如磺酰胺盐4，全氟硼酸盐，5，醚盐6和钙钛酸

15、酯7。阻燃性的程度可以通过以下方式获得这些盐的组合的防漏化合物，如聚四氟乙烯8，9，得到折中的透明度，或卤代化合物，如四氯邻苯二甲酰亚胺10，四溴双酚-A聚碳酸酯低聚物11。无卤素火焰阻燃也已报道，如聚苯硫醚12和多膦13。 许多测试评价方法可应用于确定阻燃性聚合物的效率，如UL-94（严重的可燃性保险商实验室开发的测试），ASTM-D-635-77（测量的时间和扩展的燃烧），ASTM-D-2863-77（限氧指数测定），ASTM-D-1929（自燃温度的测定），ASTM-D-284（烟浓度的测定），ASTM-E-662的烟雾排放的测定，ISO-5657确定的点火时间。燃烧是一系列复合物物理化

16、学过程。聚合物的燃烧是一种热降解过程。在这种方法，在这种热降解测定动力学参数，例如活化能，温度在降解过程的开始和转化反应率，对确定其效率的阻燃添加剂添加到聚合物是很有益的。热分析方法已被用来研究各种退化过程的聚化物(TG, DSC,DMA, TMA);在过去的几年中，部分作品已发表聚化物降解动力学过程。 该模型的动力学新方法vyazovkin 16 来确定动力学参数一个化学反应，已用于确定热降解过程中的许多聚合物具有良好的结果 17 20 。 没有一项工作是发现了文献中关于确定活化能估计高效的阻燃添加剂在热降解过程中的聚碳酸酯使用无模型动力学。在这项研究中，我们调查了在两个中的热降解过程的动力

17、学聚碳酸酯：VR-PC（无阻燃型）VRY PC（阻燃型），以定义所需的活化能的降解过程。实验 VR-的PC和VRY-PC聚碳酸酯通过连续界面缩聚合成。这两种类型的聚碳酸酯挤在双螺杆挤出机有一个正常的抗氧化和润滑油添加剂对这类聚合物；在vry-pc型增加了约0.1%的碱性盐的全氟丁烷磺酸为火焰阻燃添加剂。现有的测量的样品干燥，在炎热和强迫空气炉在1204小时，并保持在一个干燥瓶。 在温度范围从30到900的氮气氛下气氛（25ml/min的流动）对两个等级的热降解使用Mettler-TG/SDTA851进行热平衡，使用70氧化铝坩埚和加热率为5，10和20/分钟。在每一个实验中，用去质量约25毫克

18、。这一进程应用了vyazovkin模型的动力学方法。结果与讨论 在不同的加热速率下的VR-的PC和VRY-PC类型的TG曲线分别如图1图2所示。两条曲线表明，这两种类型的PC显示热分解产生的一步，在剩余的约18%在900曲线图1显示VR-PC型是稳定的，直到380（用加热速率为5/min的），在图中的曲线。 2，我们可以看到，VRY-PC是稳定的，直到390（用加热速率为5/min的）。 据观察，VR-PC类型的在350-650的范围内，表现出明显的质量损失，同样观察VRY-PC型。这个范围是选择采用无模型的动力学研究。图3和图4示出相关的温度作为一个功能转化两者的降解等级的聚碳酸酯。值得注意

19、的是，VR-PC类型的降解与VRY -PC类型降解相比几乎相同的能量时。 从曲线3和4观察得更明显当检查到转化率与时间的关系，如图5所示为VR-PC和VRY-PC类型，这是从模型获得数据。这些图表表明四对比曲线套温度：350，400，450和500。 我们可以清楚地看到，降解VR-PC和VRY-PC的时间大幅减少为温度的函数。在350，VR-PC降解速度比VRY-PC；降低10%，暴露在这个温度VR-PC需要约150分钟，VRY-PC需要越290分钟。在400下，同样观察，但是暴露在这个温度的VR-PC需要约10分钟VRY-PC需要约20分钟来降解。在450和500，几乎所有PC类型的降解时，

20、在几分钟后暴露在这些温度。 无模型的动力学方法是基于一个等转化率的计算技术，计算有效的活化能（Ea）为一个函数的化学反应的转化率（），E =（）。一个化学反应是衡量至少在三个不同的加热率（）和各自的转换曲线计算出的温度测量曲线。对于每一个转化率（），ln/ T 2的对1 / T作图，从而产生的直线斜率 Ea/ R，作为一个功能的转换因此提供了活化能。该理论是基于这样的假设：反应速率是：作为为一定价值的转换（等转化率方法）活化能Ea（）是恒定的。以反应速度方程。 （1）提交为f（）和除以加热速率=之间dT / dt的：的D/ dt=反应率（s-1的）;=速度常数（s-1的）;=转换;=加热速率（

21、K s-1的）。代k的方程。 （2）由阿累尼乌斯方程（）KK =0E-E / RT一并重新整理可得：集成方程（3）到转换得出其中 由于上式（4）中的Ea/2RT远远大于1时，温度积分可以近似为：方程（6） 的定义是一个动态方程，用于测定所有转换值（）的活化能（EA）。 VR-PC和VRY PC的等级的热降解过程中的活化能，由图6中的无模型的动力学理论预测出，Ea的作用可看做为一种在10和80之间的转换媒介和标准偏差的计算。请注意，活化能VRY-PC级（1904kJ/mol）是高于VR-PC级（1653kJ/mol）。这意味着阻燃添加剂是有效的延缓降解过程。 此外，它是无法估计VR-PC和VR-

22、PC的降解过程的降解温度，根据无模型数据的预测，提供降解反应所需要的时间的估计，如分别在表1和表2中总结。 据观察，例如，VR-PC的类型来达到10的退化，就必须要在408下的10分钟，而对于VRY PC的类型，来达到同样的退化的同时，必要的温度为418。这些结果表明在时间和温度的估计转换方法的潜力必须要有降解的聚合物和其他有机物质21，22。结论 在这项研究中应用的模型的动力学是一种研究降解过程中的PC和无火焰阻燃添加剂的评估工具，即使考虑添加到聚合物中的很小的百分比。热重测量之间的联系提供了重要的两个降解温度和热型材PC样品。所示的查询结果VRY-PC聚碳酸酯型阻燃添加剂比VR-PC聚碳酸

23、酯阻燃添加剂有更多的热阻，这意味着，VRY-PC型比VR-PC型更耐燃烧。致谢作者非常感谢FAPESB - Fundao的Apoio一个Pesquisa DO ESTADO巴伊亚，提供财政支持，Policarbonatos巴西S / A供应样品，CNPq的和FINEP/ CTPetro。参考文献1 M. S. Rabello, Aditivao de Polmeros, Artliber Editora,So Paulo, Brazil 2000.2 US-PS 3 775 367, Bayer AG, 1971.3 US-PS 4 032 506, General Electric Plas

24、tics, 1973.4 US-PS 4 254 015, Dow Chemical Corp., 1979.5 US-PS 4 335 038, Dow Chemical Corp., 1980.6 US-PS 4 449 556, Dow Chemical Corp., 1982.7 US-PS 4 352 238, General Electric Plastics, 1982.8 US-PS 4 649 168, Mobay Chemical Corp., 1984.9 US-PS 4 391 935, General Electric Plastics, 1984.10 US-PS

25、4 661 543, Bayer AG, 1983.11 US-PS 4 552 911, Bayer AG, 1982.12 US-PS 4 046 836, Bayer AG, 1975.13 US-PS 4 332 921, Bayer AG, 1980.14 G. Montaudo, C. Puglisi and S. Carroccio,J. Anal. Appl. Pyrolysis, 64 (2002) 229.15 I. C. McNeill and A. Rincon, Polym. Degrad. Stab.,31 (1991) 163.16 S. Vyazovkin an

26、d C. A. Wight, Thermochim. Acta,53 (1999) 340.17 A. Ksiczak, H. Boniuk and S. Cudzilo,J. Therm. Anal. Cal., 74 (2003) 569.18 S. M. Dakka, J. Therm. Anal. Cal., 74 (2003) 729.19 A. S. Araujo, V. J. Fernandes Jr. and G. J. T. Fernandes,Thermochim. Acta, 55 (2002) 392.20 V. J. Fernandes Jr., A. S. Arau

27、jo,V. M. Fonseca,N. S. Fernandes and D. R. Silva, Thermochim. Acta,71 (2003) 392.21 M. J. B. Souza, A. O. S. Silva, V. J. Fernandes Jr. andA. S. Araujo, J. Therm. Anal. Cal., 79 (2005) 425.22 M. J. B. Souza, A. O. S. Silva, J. M. F. B. Aquino,V. J. Fernandes Jr. and A. S. Araujo, J. Therm. Anal. Cal.,75 (2004) 693.