TG測(cè)試在聚丙烯腈熱解的應(yīng)用

丙烯腈聚合物在合成纖維工業(yè)中的應(yīng)用促進(jìn)了對(duì)聚丙烯腈（PAN）熱降解，特別是聚合物熱著色的許多研究。N.GRASSIE和R.McGUCHAN等[1]人采用熱重分析、差熱分析和熱揮發(fā)分析等技術(shù)對(duì)聚丙烯腈的熱降解進(jìn)行了研究。使用帶有標(biāo)準(zhǔn)DTA池（0-500℃）的Du Pont 900差熱分析儀。聚合物樣品被牢固地包裝在直徑4mm的容器中。TG儀器是Du Pont 950熱重分析儀是DTA儀器的模塊化附件。在TG系統(tǒng)中，樣品裝在一個(gè)小鉑舟中，使用在N₂流量（80 ml/min）下以10°/min加熱的10 mg樣品獲得了幾條TG曲線。PAN在惰性氣氛中熱解的主要特征可以總結(jié)如下：在溫度大約270℃時(shí)顯示出10±2%的急劇重量損失500℃時(shí)的重量損失在35%至60%之間變化。樣品在500℃以上繼續(xù)失重，質(zhì)量損失逐漸下降到700℃左右，然后以質(zhì)量損失的增加的速度下降。950℃下的殘留物重量在20%至40%之間，通常接近30%。研究結(jié)果表明高達(dá)350℃時(shí)，會(huì)產(chǎn)生含有共軛碳氮序列的低分子量化合物。這些更易揮發(fā)的物質(zhì)被從系統(tǒng)中去除，特別是在真空下，并且會(huì)發(fā)生相當(dāng)大的重量損失。反應(yīng)的氣態(tài)產(chǎn)物是氨，它可能是由末端亞胺形成的結(jié)構(gòu)。氰化氫從未發(fā)生環(huán)化的單元中消除，可能與鏈斷裂反應(yīng)一起。在350℃以上，環(huán)化結(jié)構(gòu)失去氫，變得更芳香。這一過程至少持續(xù)到700℃以上，進(jìn)一步的氫形成可能是由于芳香結(jié)構(gòu)的分子間縮合。最后，在900℃左右，炭開始失去氮，這表明雜環(huán)分解并重新排列得到純碳。

[1] Grassie N ,   Mcguchan R . Pyrolysis of polyacrylonitrile and related polymers—VII[J].   1972, 8(7):865-878.