热修正系数对绝热量热结果的影响研究

发布时间：2017-09-23 05:09

  本文关键词：热修正系数对绝热量热结果的影响研究

  更多相关文章： 热修正系数 绝热模式 数据修正 动力学补偿效应 T_(D24)

【摘要】：绝热加速量热仪(Accelerating Rate Calorimeter,简称ARC)是目前用于绝热测试的一种常用仪器。在利用ARC测试中,由于样品释放的热量有一部分不可避免的被样品球吸收,从而导致绝热测试放热量偏低,起始分解温度偏高,最大放热速率降低,诱导期延长等。测试过程中不恰当的热修正系数Φ甚至会导致测试曲线及动力学参数“失真”。为了更深入的了解痧对起始分解温度,最大温升速率,T_(D24),表观活化能Ea和指前因子A等参数的影响。本文利用ARC和差示扫描量热仪DSC分别测试了过氧化二异丙苯(DCP)、40%DCP溶液、葡萄糖和45%葡萄糖溶液四种样品。并采用不同的修正方法对测试结果进行修正,研究修正之后是否能得到较为一致的结果。首先对不同Φ测试得到的40%DCP溶液数据进行分析,发现Φ值不同,实测得到的起始分解温度、绝热温升和最大温升速率均有明显的差异。不同Φ值下,得到的Ea和A的值并不相同。另外,采取Fisher修正方法对不参加反应的样品球进行修正,得到理想绝热条件下40%DCP溶液的相关参数。结果表明为了使修正之后结果更可靠,应尽量使测试条件与预测条件接近。否则,实测和预测条件的差异不可避免的就会导致或大或小的偏差。然后,对不参加反应的溶剂进行修正,得到理想绝热条件下DCP的相关参数,并与DCP的实测结果进行对比。研究表明当Φ过大时,修正结果并不可靠。在进行修正时,需要用到样品的活化能Ea,为了研究动力学参数(表观活化能Ea,指前因子A)与Φ的关系,基于Arrhenius公式计算了四种样品在不同Φ对应的Ea和A。同时还将ARC数据的Ea和A与DSC的Ea和A进行对比。结果表明：Φ越大,计算得到的Ea和A就会越大。基于不同Φ测试条件下的数据得到的Ea和lnA之间具有较好的线性关系。此外,尽管由动态DSC数据计算获得的Ea和lnA普遍小于绝热模式的结果,但两种模式下获得的lnA和Ea之间仍然存在动力学补偿效应。最后采用基于样品容器的Φ和基于样品容器和溶剂共同作用的Φ对T_(D24)进行修正,分别由实测的起始分解温度附近的最大温升速率到达时间TMRad,m与温度的关系和修正后起始分解温度附近TMRad与温度的关系外推得到修正前后的T_(D24)。研究发现,实测结果受热Φ的影响比较明显,即Φ越大,得到的T_(D24)越高；而修正后得到样品的T_(D24)较为一致。
【关键词】：热修正系数 绝热模式 数据修正 动力学补偿效应 T_(D24)
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH81
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 1 引言11-17
• 1.1 课题背景及意义11-13
• 1.2 国内外研究进展及概况13-15
• 1.2.1 绝热量热测试及其应用研究13-14
• 1.2.2 DCP及葡萄糖的热分解研究14-15
• 1.3 本论文的工作15-17
• 2 数据处理方法及实验条件17-27
• 2.1 动力学参数计算方法17-19
• 2.1.1 绝热数据动力学及TMR_(ad)的计算方法17-18
• 2.1.2 动态数据动力学分析方法18-19
• 2.2 绝热数据修正方法19-21
• 2.2.1 Townsend-Tou方法19-21
• 2.2.2 Fisher方法21
• 2.3 实验设备21-25
• 2.3.1 ARC设备介绍22-23
• 2.3.2 DSC设备介绍23-25
• 2.4 实验试剂及测试条件25-26
• 2.4.1 实验试剂25
• 2.4.2 ARC实验条件25-26
• 2.4.3 DSC实验条件26
• 2.5 本章小结26-27
• 3 Φ对热力学参数的影响27-34
• 3.1 40%DCP溶液测试结果27-29
• 3.2 动力学参数计算29-31
• 3.3 数据修正31-33
• 3.4 本章小结33-34
• 4 溶剂对修正结果的影响34-40
• 4.1 DCP测试结果34-36
• 4.2 溶剂修正36-39
• 4.2.1 热修正系数计算36-37
• 4.2.2 放热量修正37
• 4.2.3 起始分解温度和温升速率修正37-39
• 4.3 本章小结39-40
• 5 Φ对动力学参数的影响40-55
• 5.1 测试结果40-45
• 5.1.1 ARC绝热模式测试结果40-43
• 5.1.2 DSC动态模式测试结果43-45
• 5.2 动力学计算45-49
• 5.2.1 ARC数据动力学计算结果45-46
• 5.2.2 DSC数据动力学计算结果46-49
• 5.3 动力学补偿效应49-54
• 5.3.1 绝热模式下的补偿效应50-53
• 5.3.2 绝热模式和动态模式补偿效应的验证53-54
• 5.4 本章小结54-55
• 6 Φ对T_(D24)的影响55-59
• 6.1 热修正系数计算方法55
• 6.2 Φ对实测T_(D24,m)的影响55-56
• 6.3 修正结果56-58
• 6.4 本章小结58-59
• 7 结论与展望59-61
• 7.1 结论59-60
• 7.2 主要特色和创新60
• 7.3 问题与展望60-61
• 致谢61-62
• 参考文献62-67
• 附录67

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本文编号：903363