[发明专利]一种剖析PET阻燃母粒热性能的计算方法

说明书

本发明涉及一种剖析PET阻燃母粒热性能的计算方法，通过将大有光PET切片和无卤阻燃剂加工制得PET阻燃母粒，然后采用Python工具的Scipy库调用curve_fit函数和Gnuplot工具的fit函数命令及Smooth csplines函数处理计算用相关实验数据，再利用Flynn‑Wall‑Ozawa法和Kissinger法来分析PET阻燃母粒的热性能。上述方法计算得到数据拟合度高，并大大缩减了研究人员的计算时间，提高了工作效率和可靠性。

技术领域

本发明涉及PET阻燃母粒技术领域，具体涉及一种剖析PET阻燃母粒热性能的计算方法。

背景技术

聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)是一类合成型高分子，并广泛应用于纺织、汽车、电器等行业，然而上述应用场景中对材料的阻燃及安全性能有严格的要求。但PET属于易燃材料，极限氧指数仅为20.8％，远远低于阻燃场合要求的阻燃标准。另外PET在燃烧过程中存在着熔滴现象，加剧了火灾的危险程度，在实际应用中存在很大的安全隐患，为人员脱险及消防人员营救都增加了困难。因此，开发具有阻燃功能的PET对保护公共财产及生命安全都有着深远的意义。PET是一类有机高分子，其燃烧是一种放热分解的反应过程。热解中反映的热解动力学与热稳定性和热性能参数与高分子材料的功能效果息息相关，因此研究高分子材料的热性能参数对于设计阻燃PET是非常有意义的。为了解决高分子材料的易燃问题，加入富含阻燃剂的阻燃母粒是有效的方法之一，其中阻燃剂的选择对阻燃母粒的阻燃改性效果起着至关重要的作用。由于PET的熔点在255℃左右，从而对加入的阻燃剂的分解温度有着较高的要求，阻燃剂与PET热性能的匹配度直接影响了阻燃效果，所以研究阻燃母粒的热性能相关参数对了解阻燃效果有很大的帮助。

为了揭示及深度剖析阻燃剂对PET的阻燃效果，采取从热力学过程认识热行为变化是一种有效的方法。在实际应用中，常利用热重分析仪、差示扫描量热仪分析材料中与热力学相关的物理性质，并根据相关热力学经典方程进行数理分析。但是传统的计算方式往往是人工计算，需要花费很长时间进行计算，效率不高，给研发工作带来较大的不方便。针对上述问题，本发明进行创新改进。

发明内容

为克服现有技术的上述缺陷，本发明提出一种计算效率高的剖析PET阻燃母粒热性能的计算方法。

本发明的具体实施方案如下：

一种剖析PET阻燃母粒热性能的计算方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：分别取原材料10mg大有光PET切片和10mg无卤阻燃剂置于坩埚中，进行热重分析，获取在多重升温速率下的热重TG-DTG曲线；

S2：取50-80％大有光PET切片和20-50％无卤阻燃剂，在120℃下干燥4-6小时，将干燥后的原料利用高速混合机混合均匀，将混合好的原料通过双螺杆挤出机挤出制得PET阻燃母粒，并取10mgPET阻燃母粒置于坩埚中，进行热重分析，获取在多重升温速率下的热重TG-DTG曲线；

S3：获取初始分解温度、失重速率最大时对应的峰值温度和最终成炭量数据，定性评价大有光PET切片、无卤阻燃剂、PET阻燃母粒的热稳定性能，分析PET阻燃母粒的初始分解温度、峰值温度与大有光PET切片相对应的温度差异，并结合最终成炭量推断无卤阻燃剂起到阻燃作用的阶段，若PET阻燃母粒最终成炭量的数值明显大于大有光PET切片的成炭量数值，即可代表PET阻燃母粒的阻燃性；

S4：采用Python工具的Scipy库调用curve_fit函数和Gnuplot的fit函数命令及Smooth csplines函数处理计算用相关实验数据，在应用过程中利用命令行消除数据中存在的噪音干扰；

S5：利用Flynn-Wall-Ozawa法和Kissinger法两种方法计算活化能和对数指前因子，用以定量分析评价无卤阻燃剂的性能。