【氯化聚氯乙烯热解气态产物分析2300字】

氯化聚氯乙烯热解气态产物分析目录TOC\o"1-3"\h\u7698氯化聚氯乙烯热解气态产物分析 .2质谱分析值得注意的是，TG-FTIR的结果只能反映热解过程中主要官能团的变化，无法识别出具体的气态产物。因此，有必要进一步结合质谱来确定具体的气态产物。表1.2列出了20种可能的气态产物相对应的典型碎片离子。图1.2为整个CPVC热解过程中气态产物的总离子色谱（TIC）重构图以及主要离子片段（m/z=36.5、62、64、78、80、92、106、113.5、128、142、148、154、162.5、166、178）的变化曲线。如图1.2（a）所示，在TIC图中有两个明显的峰，对应于CPVC热解的两个主要阶段。对于特定的气态产物，质量检测器采用单离子监测（SIM）。图1.2（b）展示出第一阶段的两种主要气体产物是HCl（m/z=36.5）和苯（m/z=78）。而且，可以看出HCl的最大质谱信号大于4×105，接近苯的3.85倍，这与Sun等人ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>Sun</Author><Year>2007</Year><RecNum>22</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[26]</style></DisplayText><record><rec-number>22</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="fdvtpde509v2d2e0wt7xe95tvv05zat2e2vr"timestamp="1601543569">22</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>Sun,Qing-lei</author><author>Shi,Xin-gang</author><author>Lin,Yun-liang</author><author>Zhu,He</author><author>Wang,Xiao</author><author>Cheng,Chuan-ge</author><author>Liu,Jian-hua</author></authors></contributors><titles><title>Thermogravimetric-MassSpectrometricStudyofthePyrolysisBehaviorofPVC</title><secondary-title>JournalofChinaUniversityofMiningandTechnology</secondary-title></titles><periodical><full-title>JournalofChinaUniversityofMiningandTechnology</full-title></periodical><pages>242-245</pages><volume>17</volume><number>2</number><dates><year>2007</year></dates><isbn>10061266</isbn><urls></urls><electronic-resource-num>10.1016/s1006-1266(07)60080-7</electronic-resource-num></record></Cite></EndNote>[\o"Sun,2007#22"26]对PVC的研究结果一致。第一阶段和第二阶段都存在的四种主要气体产物随温度的变化如图1.2（c）所示。对于m/z=62、64和m/z=78、80，由于自然界氯元素同位素（35Cl和37Cl）的存在，可能为氯乙烯和氯丙烷。这说明CPVC热解过程中的氯没有完全转化为HCl，这与FTIR光谱的分析结果一致。根据Knumann等人ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>KnÜMann</Author><Year>1994</Year><RecNum>110</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[65]</style></DisplayText><record><rec-number>110</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="fdvtpde509v2d2e0wt7xe95tvv05zat2e2vr"timestamp="1601543677">110</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>KnÜMann,R.</author><author>Bockhorn,H.</author></authors></contributors><titles><title>InvestigationoftheKineticsofPyrolysisofPVCbyTG-MS-Analysis</title><secondary-title>CombustionScienceandTechnology</secondary-title></titles><periodical><full-title>CombustionScienceandTechnology</full-title></periodical><pages>285-299</pages><volume>101</volume><number>1-6</number><dates><year>1994</year></dates><isbn>0010-2202 1563-521X</isbn><urls></urls><electronic-resource-num>10.1080/00102209408951877</electronic-resource-num></record></Cite></EndNote>[\o"KnÜMann,1994#110"65]对PVC的质谱分析可知，m/z=128和m/z=166对应的气体产物可能是多环芳香烃（PAHs），具体表现为萘和芴。此外，第二阶段生产的主要气态产物如图1.2（d）所示。当m/z=92,m/z=148时，可能的气态产物被认为是甲苯和戊苯。当m/z=106时，它可以代表两种不同的苯同系物二甲苯或乙苯。m/z=113.5和m/z=162.5时，分别为氯苯和1-氯萘，这也表明第一阶段的氯还没有完全转化。m/z=142,154和178最有可能的气体产物是多环芳香烃，分别是甲基萘、联苯和菲/蒽。表1.2主要碎片离子对应的可能气态产物序号m/z分子式可能气态产物136.5HCl氯化氢244C3H8丙烷362,64C2H3Cl氯乙烯472C5H12戊烷578C6H6苯678,80C3H7Cl氯丙烷792C7H8甲苯8106C8H10二甲苯/乙苯9113.5C6H5Cl氯苯10128C10H8萘11142C11H10甲基萘12148C11H16戊苯13154C12H10联苯14162.5C10H7Cl1-氯萘15166C13H10芴16178C14H10菲/蒽17202C16H10荧蒽/芘18218C16H26十六烷基芳香烷烃19228C18H12四苯20252C20H12苯并（b）荧蒽/苯并（k）荧蒽/苯并（a）芘图1.2（a）热解气态产物的TIC重构图，（b）第一阶段主要离子碎片变化，（c）第一、第二阶段共有离子碎片变化，（d）第二阶段主要离子碎片变化1.3热解反应的预测PVC的主要重复单元是-CH2-CHCl-。然而，由于CPVC是通过进一步氯化PVC得到的，CPVC分子结构中存在三种主要的重复单元:-CH2-CHCl-,-CHCl-CHCl-和-CCl2-。这三个单元的数量与氯的含量有关。本文中CPVC样品氯含量为63.85%，小于65%，故本文CPVC样品的主要重复单元为-CH2-CHCl-和-CHCl-CHCl-ADDINEN.CITE<EndNote><Cite><Author>Huang</Author><Year>2002</Year><RecNum>108</RecNum><DisplayText><styleface="superscript">[66]</style></DisplayText><record><rec-number>108</rec-number><foreign-keys><keyapp="EN"db-id="fdvtpde509v2d2e0wt7xe95tvv05zat2e2vr"timestamp="1601543677">108</key></foreign-keys><ref-typename="JournalArticle">17</ref-type><contributors><authors><author>LongfengHuang</author></authors></contributors><titles><title>ProductionandapplicationofchlorinatedPVCresins</title><secondary-title>PolyvinylChloride</secondary-title></titles><periodical><full-title>PolyvinylChloride</full-title></periodical><pages>15-20</pages><volume>1</volume><dates><year>2002</year></dates><urls></urls></record></Cite></EndNote>[\o"Huang,2002#108"66]。由于氯含量的增加，CPVC两个阶段热解产物与PVC不同，特别是整个过程中氯的转化。因此，基于TG-FTIR-MS的分析结果，CPVC热解两个主要阶段可能发生的反应被提出，如图1.3和图1.4所示。从图1.3可知，第一阶段主要反应分为三种类别：第一类，重复-CH2-CHCl-单元中的C-Cl和C-H断裂，形成重复的C=C链结构并且生成氯化氢；第二类，在反应（a）的基础上，部分重复的C=C链结构环化生成芳香烃，也生成氯化氢；第三类，重复-CHCl-CHCl-单元C-Cl部分断裂，生成氯代脂肪族碳氢化合物