長(zhǎng)江大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)理工2012年1月 第9卷第1期12.Journal of Yangtze University (Nat Sci Edit) Sci& Eng Jan. 2012, Vol9 No. 1doi: 10. 3969/j. issn. 1673-1409. 2012. 01. 005廢舊輪胎熱解的熱重分析王林郁(長(zhǎng)治職業(yè)技術(shù)學(xué)院采礦測(cè)量工程系， W西長(zhǎng)治046011)[摘要]利用微商熱重法(DTG) 對(duì)廢舊輪胎在氮?dú)鈿夥罩械臒峤馐е剡M(jìn)行了初步的研究。研究結(jié)果顯示，廢舊輪胎在氮?dú)鈿夥罩械臒峤庥幸粋€(gè)明顯的失重區(qū)，當(dāng)溫度達(dá)到500C時(shí)已有60%以上的組分發(fā)生了熱解，而此后熱解速率降低。此外升溫速率可改變廢舊輪胎的熱解歷程，而氮?dú)饬魉賹?duì)廢舊輪胎的熱解影響不大。[關(guān)鍵詞]廢舊輪胎;熱解;熱重;開溫逮率;氮?dú)饬魉?[中圖分類號(hào)] TQ330. 56[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A[文章編號(hào)] 1673-1409 (2012) 01 - N012-03熱分析方法有很多種，但最常用的方法有熱重法(TG)和差熱分析法(DTA)， 而微商熱重法(DTG)是能同時(shí)記錄TG曲線對(duì)溫度或時(shí)間的一階導(dǎo)數(shù)的一-種方法。運(yùn)用微商熱重法(DTG)在對(duì)物質(zhì)熱分析時(shí)，會(huì)同時(shí)得到TG和DTG2條曲線:TG曲線可以反映出在不同溫度下樣品的失重情況;DTG曲線上峰的個(gè)數(shù)則可以反映樣品熱解失重是分幾個(gè)階段來進(jìn)行的。為此，筆者采用微商熱重法對(duì)廢舊輪胎在氮?dú)鈿夥罩械臒峤馐е剡M(jìn)行了初步的研究。1試驗(yàn)部分1.1儀器和樣品1)儀器試驗(yàn)采用的是德國(guó)NETZSCH公司生產(chǎn)的型號(hào)為STA409C的熱天平和由SHIMADZUPHILPPINES MANVFACTURING INC (SPM)廠家生產(chǎn)的型號(hào)為AW120的電子天平;測(cè)量范圍: .0~120g;測(cè)量精度: 0. 1mg.2)樣品試驗(yàn)所用的樣 品為廢舊輪胎Waste Tyre (WT)，選用青島綠葉橡膠有限公司生產(chǎn)的廢舊輪胎膠粉。1.2 試驗(yàn)方法向加熱爐的坩堝內(nèi)加入50mg左右的廢舊輪胎樣品，同時(shí)向加熱爐通入高純的氨氣驅(qū)出加其中的空氣。氮?dú)饬魉?、升溫速率、升溫終溫和保溫時(shí)間均由程序設(shè)定。試驗(yàn)的整個(gè)進(jìn)程由儀器自動(dòng)記錄重量變化的信號(hào);反應(yīng)完成后，儀器冷卻后取出試樣，觀察試樣的變化情況。用ORIFIN軟件直接處理所有數(shù)據(jù)、圖表及計(jì)算，可以減少處理數(shù)據(jù)所帶來的誤差。1.3測(cè)定條件氣氛: N2; N2流量: 20、 30、90ml/min; 升溫速率: 10、 30C/min;終溫: 1000C;終溫保留時(shí)間: 20min。2結(jié)果與討論2.1廢舊輪胎 在各種條件下的熱解各種條件下廢舊輪胎的TG/DTG曲線如圖1所示。由圖1可以看出，不論是何種條件，得出的TG/DTG曲線基本相似，所以以圖1 (d) 為代表來分析廢舊輪胎在氮?dú)庵袩峤獾倪^程。從圖1 (d)可以看出，廢舊輪胎熱解有一個(gè)明顯的失重區(qū)域，在這個(gè)失重的區(qū)域內(nèi)，劇烈失重出現(xiàn)在300^C左右開始，失重速率達(dá)到最大時(shí)的溫度為396.3C左右。廢舊輪胎的高溫?zé)峤馐е卮笾驴梢苑譃?個(gè)階段:①低溫時(shí)包括有少量水分、焦油、揮發(fā)性物質(zhì)和有關(guān)增塑劑的逸出;②隨著溫度的升高，[收稿日期] 2011-10-25[作者簡(jiǎn)們王林郁(1976-),男，200 年大學(xué)畢業(yè)，碩土,助教,現(xiàn)主要從事應(yīng)用化學(xué)方面的教學(xué)與研究工作。第9卷第1期王林郁:廢舊輪眙熱解的熱重分析天然橡膠裂解[4);③高溫階段是合成橡膠的裂解5I。.7].6fTG_655-.42飛+ DIG一. .DT03-102-1oL00 40060080 1002000o00 800 1000度/心溫度/心.(舊)德速30m/min升地本, 10C/min(0)流速20m/min升率, 30C/min7]0..6--DTG. DIG0.3.0.311.10 巢K 02R 0.21.1-30C/mint -160204060800o 400 600 800 1000溫度/C溫度/ .()德這30nl/mn升速率,30C/min(d)旄這90m/min開速率，30C/min圖1各種條件下廢舊輪胎的TG/DTG曲線2.2升溫速率對(duì)熱解過程的影響不同升溫速率時(shí)的DTG曲線如圖2所示，從圖2可以看出不同升溫速率會(huì)影響樣品的失重速率:隨β(升溫速率)的增加，最大失重速率也隨之增大，失重反應(yīng)段的溫度區(qū)間也明顯變寬，熱解反應(yīng)達(dá)到最大失重速率的溫度提前。升溫速率對(duì)廢舊輪胎熱解的影響比較大，可能是因?yàn)閺U舊輪胎是不均勻的固體物質(zhì)組成的，不同溫度段析出不同的成分，所以廢舊輪胎的熱解不可能出現(xiàn)的是單個(gè)峰，而是由各成分的峰疊加起來的。而且隨著升溫速率的改變各組分的特性特征也是不同的，所以可以根據(jù)需要的目的產(chǎn)物來控制升溫速率從而來控制反應(yīng)的過程。2.3氮?dú)饬魉賹?duì)熱解過程 的影響不同N2流速時(shí)的TG曲線如圖3所示，從圖3中可以清晰地看出:在低溫區(qū)，氮?dú)獾牧魉賹?duì)樣品失重影響不大。但在廢舊輪胎可分解組分分解接近完全時(shí)，當(dāng)?shù)獨(dú)饬魉俚陀?0ml/ min時(shí)，廢舊輪胎樣品在420~900C還有-個(gè)逐漸失重的過程;而當(dāng)?shù)獨(dú)饬魉俪^30ml/min時(shí)，廢舊輪胎樣品可分解組分接近于完全分解。因此，氮?dú)饬魉賹?duì)廢舊輪胎熱解會(huì)產(chǎn)生影響，主要原因是當(dāng)?shù)獨(dú)饬魉佥^低時(shí)，氮?dú)獠荒芗皶r(shí)帶走熱量，使顆粒內(nèi)外溫差變大，有可能影響內(nèi)部熱解的進(jìn)行。0.7+90m/min.30m/min-0.6+- B =10C/min資0.4-5+一B =30C/min0.115{0.0L00600400800 1000溫度/C .溫度/心C圖2不同升溫速率時(shí)的 DTG曲線圈3同N2流速時(shí)的TG曲線●14，長(zhǎng)江大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)理工*化學(xué)與環(huán)境工程2012年1月4結(jié)論通過TG/DTG分析，廢舊輪胎的熱解有一個(gè)很明顯失重區(qū)，即廢舊輪胎的快速熱分解發(fā)生在200C左右，分解速率最大發(fā)生在396. 3'C左右，當(dāng)溫度達(dá)到500C時(shí)就有60%以上的組分發(fā)生分解，溫度再升高分解速率會(huì)降低，但其后失重百分率相差很小;升溫速率對(duì)廢舊輪胎的熱解影響比較大，同時(shí)也比較復(fù)雜，即隨著升溫速率的提高而最大失重速率明顯增大，同時(shí)失重反應(yīng)段的溫度區(qū)間也會(huì)變:寬，而且熱解達(dá)到最大失重速率的溫度也會(huì)提前，但升溫速率變化對(duì)快速失重的失重百分率影響不大;氮?dú)饬髁繉?duì)熱解的影響不大。[參考文獻(xiàn)] .[1] Leungdye, Wang C L. 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