由圖 2可以看出, 3種材料的熱分解都分為三個(gè)階段, 但是分解過程有較大差異。海藻酸鈣纖維在第一階段的失重率最高, 第二階段的失重率最低; 銅離子改性海藻酸鈣纖維在第一階段的失重率最低 , 第二階段的失重率最高; 而海藻酸鈉介于兩者之間。此外在主要裂解 階段, 海藻 酸鈣纖維 溫度范 圍為 1 7 0~ 4 2 0℃, 銅離子改性海藻酸鈣纖維溫度范圍為 1 5 0~ 4 0 0 ℃, 海藻酸鈉的溫度范圍為 1 3 0—3 8 0℃。由此可知,海藻酸鈣纖維的熱穩(wěn)定性最好 ,其次是銅離子改性海藻酸鈣纖維, 最差的是海藻酸鈉。這是因?yàn)榻饘匐x子與海藻酸大分子問的交聯(lián)作用提高了海藻酸大分子的熱穩(wěn)定性。而與鈣離子相比, 銅離子與海藻酸大分子間作用力的熱穩(wěn)定性則較差。
2 . 3 海藻酸鈣纖維的凝聚相裂解產(chǎn)物
圖3所示為海藻酸鈣纖維及其凝聚相裂解產(chǎn)物的X射線衍射分析( X R D) 曲線。
圖3 海藻酸鈣纖維及其不同溫度下凝聚相裂解產(chǎn)物的X R D曲線
1 . 海藻酸鈣纖維 ; 2 30 0 裂解產(chǎn)物; 3 - 3 5 0℃裂解產(chǎn)物;
4 . 6 0 0℃裂解產(chǎn)物; 5 ~5 0℃裂解產(chǎn)物
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圖3中, 海藻酸鈣纖維是有一定結(jié)晶度的高分子材料,其在2 0 0 ℃的裂解產(chǎn)物為非晶物質(zhì), 3 5 0℃的裂解產(chǎn)物為碳酸鈣和非晶物質(zhì),6 0 0 ℃的裂解產(chǎn)物為碳酸鈣, 7 5 0 ℃的裂解產(chǎn)物為碳酸鈣和氧化鈣。從海藻酸鈣纖維持續(xù)受熱作用后的外觀形貌看, 1 0 0 ℃時(shí)海藻酸鈣纖維外觀沒有變化,2 0 0℃時(shí)為黃褐色粉體,3 5 0℃時(shí)為灰黑色滑爽粉體,600 ℃時(shí)為灰白色粉末,7 5 0 ℃時(shí)為白色粉末。
從海藻酸鈣纖維的熱分解曲線,以及不同溫度下凝聚相裂解產(chǎn)物的外觀形貌和 X R D曲線可知,海藻酸鈣纖維在空氣中的熱裂解過程分三個(gè)階段:第一階段發(fā)生在 40—170 ℃ ,是海藻酸鈣纖維的初始裂解階段,此過程中海藻酸鈣纖維失去從環(huán)境中吸收的水分, 并 伴隨部分糖 苷鍵 的斷裂; 第二 階段發(fā)生在 1 7 0— 4 2 0 ℃,是海藻酸鈣纖維的主要裂解階段, 此過程中纖維大分子鏈發(fā)生斷裂, 產(chǎn)生各種氣體, 形成中間產(chǎn)物,并伴隨著大量炭粉和少量碳酸鈣的生成; 第三階段發(fā)生在4 2 0~9 0 0℃,是海藻酸鈣纖維的殘?jiān)呀怆A段,此過程中生成大量碳酸鈣,同時(shí)第二階段產(chǎn)生的炭氧化成為 C O , 隨著溫度進(jìn)一步升高, 碳酸鈣分解生成C O 和氧化鈣, 最終殘?jiān)鼮檠趸}。
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