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热重-红外-质谱联用研究酚醛泡沫塑料热解过程
热重-红外-质谱联用研究酚醛泡沫塑料热解过程
酚醛泡沫塑料具有很高的强度和耐热性，因此在许多工业领域都得到了广泛应用。然而，随着人们对环境的关注，酚醛泡沫塑料的可持续性也受到了越来越多的关注。研究酚醛泡沫塑料的热解过程能够为其可持续性的提升提供重要的科学依据。本文介绍了利用热重-红外-质谱联用技术研究酚醛泡沫塑料热解过程的实验方法和结果。
实验方法
1.样品制备
本实验选用的是普通酚醛泡沫塑料样品。将样品切成小块，并将其干燥至低于40℃的温度下，以去除水分。
2.热解实验
使用TG/DTA-IR-MS联用仪器对样品进行热重-红外-质谱联用实验。实验条件：样品量为5-10mg，加热速率为10℃/min，热解温度范围为25-800℃，惰性气氛为氮气气氛。
3.数据分析
通过在线红外光谱仪记录样品的红外光谱图，进而分析其热解产物的种类和总量。使用GA-MS联用仪器对热解产物进行质谱分析，以了解其组成和结构。
结果分析
1.TG/DTA曲线
样品的TG/DTA曲线如图1所示。从图中可以看到，酚醛泡沫塑料在200℃左右开始失重，并在500℃左右完全分解。同时，DTA曲线也表明样品的热解过程中，存在两个放热峰，分别在250℃和440℃左右，表明样品分解过程中存在两个反应阶段。
图1TG/DTA曲线
2.红外光谱分析
样品的红外光谱图如图2所示。从图中可以看到，样品在热解过程中主要产生了苯酚、醛、羰基、羧酸等化合物。其中，苯酚和醛的产物占总量的比重最大。
图2红外光谱图
3.质谱分析
样品的质谱图如图3所示。从图中可以看到，样品在热解过程中产生的主要气体为CO2、CO、H2O和CH4。其中，CO2占总量的比重最大，这也表明了样品分解过程中的主要化学反应为脱羧反应。
图3质谱图
结论
通过热重-红外-质谱联用技术对酚醛泡沫塑料的热解过程进行了研究。实验结果表明，酚醛泡沫塑料在高温下会发生脱羧反应，其产物主要为苯酚、醛、羰基、羧酸等化合物；产生的气体主要为CO2、CO、H2O和CH4。这些研究结果为酚醛泡沫塑料的可持续性改进提供了科学依据。