热重-红外（TG-FTIR）联用技术在EVA热解研究上的应用
天津港东科技股份有限公司 应用分析部
摘要
EVA（乙烯—乙酸乙烯共聚物）是重要的塑胶原料，EVA由于在分子链中引入了乙酸乙烯单体，从而降低了高结晶度，提高了柔韧性、抗冲击性、填料相溶性和热密封性能，被广泛应用于发泡鞋料、功能性棚膜、包装膜、热熔胶、电线电缆及玩具等领域。因此了解、研究其热降解过程是很重要的。
1 实验方法
1.1 样品及仪器
EVA（乙烯—乙酸乙烯共聚物，颗粒状，日本三井公司生产，工业品）
FTIR-850
可加热气体室及传输线附件
TG 209 F1（德国耐驰公司）
1.2实验程序设定
1.2.1 TGA设定
气氛为30ml/min的高纯氮气
热重分析的起始温度为40℃（保持1min），以升温速率60℃/min快速升至180℃，然后以20℃/min升至600℃。
1.2.2 可加热气体室及传输线温度设定
传输线接口温度为200℃
传输线温度为210℃
可加热气体室温度为210℃
1.2.3 FTIR-850设定
分辨率为4cm-1，测定范围4000-400cm-1。
1.3 实验方法
通气30min后，在FTIR-850软件中开启连续采集，采集间隔为1min，选择等待trigger。
将EVA颗粒切小，取4mg左右放入样品坩埚中，按1.2设定好的实验程序运行TGA与FTIR。
2 实验结果与讨论
图1 TG曲线及其一阶导数曲线
从图1中可以看出，EVA在N2气氛中的热分解过程分为两个阶段，DTG曲线上有两个失重峰：第一个热失重温度范围主要发生在320—400℃，这个范围内在370℃（13min）时，热降解速率达到上限；第二个热失重温度范围主要发生在400—500℃，这个范围内在450℃（17min）左右时，其热降解速率达到上限，借助FTIR可以对其热解过程中产生的气体进行研究。
图2 EVA分解过程中不同时间处逸出气体的红外谱图
图2的曲线1为图1中位于373.4℃（13 min）处逸出气体的红外谱图，即EVA第一个失重阶段所放出气体的红外谱图，经谱图检索，可看到曲线1与乙酸的标准红外谱图基本一致。由此可确定EVA在第一个失重阶段的确会逸出乙酸。
图2的曲线2,3,4,5分别代表图1中15 min，16 min，17 min，20min处逸出气体的红外谱图，对应的温度分别为，412.0℃，432.5℃，452.5℃，513.2℃。由于乙酸中甲基的比例很小，所以曲线1、2中2960cm-1处基本看不到甲基的特征峰。当第一次失重结束时，曲线3和4中仍克看到羰基的特征峰，但其慢慢降低，说明乙酸逸出在逐渐减少，同时曲线4出现了明显的甲基特征峰（2960cm-1），说明已有挥发性脂肪烃逸出。曲线5中可看到羰基的特征峰已经消失，而甲基的特征峰十分显著，说明此时逸出气体为挥发性脂肪烃，逸出气体成分十分复杂并且叠加在一起。因此，红外谱图的的识别相当困难。若有需要，可将其与蒸汽相红外标准谱图库中已知的标准谱图进行比较和识别。