TG分析
MF 树脂模塑料和纤维素的 TG 和 DTG 分析单纯的纤维素从约220 ℃ 开始分解,最大分解速率出现在 359 ℃ 至 380℃分解过程基本结束, 残炭率低(14% ) 。纤维素的单阶段分解包含脱水碳化和解聚两种反应, 分解产物为分子碎片、C、CO、CO 2 、H 2 O 等。
可以看出模塑料的热降解包含三个阶段: 第一段是次降解过程, 从约210 ℃ 开始至约 270℃ , 按 n( F) / n( M) = 2.0~ 4.0,失重递增6. 4% ~ 10. 3% ; 第二段是主降解阶段, 从270 ℃开始至 400℃ , 与次降解过程显著不同的是, 按n( F) / n( M) = 2.0~ 4.0, 失重50. 5% ~ 49. 2%, 逐渐减少; 第三阶段在 DTG 曲线上是很不显著的低宽峰,从400 ℃ 开始到590℃ 结束, 失重13. 2%~ 12. 9% , 也是逐渐减少。
模塑料的第一阶段失重对应三聚氰胺甲醛树脂的分解, 主要产物是甲醛和胺; 这也解释了 DMA 测试中模塑料在温度超过 180℃ 后储能模量的再次下降。从失重的程度和 DTG 曲线峰形可以看出, 模塑料从 267℃开始的第二段失重( 主降解) 主要是纤维素的热分解过程。从 DTG 曲线高度可以看出, 随着MF 树脂合成时 n( F) / n( M) 值增加,纤维素的分解速率下降, 失重率略微减小, 表明 MF 树脂中的 N-羟甲基不但自身缩合, 也对纤维素有交联作用。纤维素交联的结果, 也会使模塑料整体刚性提高。因为纤维素的交联反应随 n( F) / n( M) 值单调增加, 所以可以反证 DMA 曲线中显示的后固化反应不是发生在纤维素和 MF 树脂分子之间, 而仍然是树脂分子之间的缩合。模塑料第三段失重既包含 MF 树脂分解放出胺、异氰酸、氨, 也有载气中的痕量氧氧化产生的 CO、CO 2 和H 2 O, 总体上是氧化碳化的过程。
