A Study on the Kinetics of the Thermal Degradation of Polypropylene
Kim YG, Choe CR
Polypropylene의 열분해 Kinetics
김영걸, 최철림
Abstract
The nonisothermal procedure of Freeman and Carroll is used to evaluate thermogravimetrically the kinetic parameters for the thermal degradation of polypropylene under air atmosphere. Decomposition appears to occur in stages. The initial 3% of degradation at temperature up to 270℃ follows zero-order kinetics with an activation energy of 29.6 kcal/mole. Above 40% decomposition at high temperature (above 380℃), the order of reaction and the energy of activation are 0.92 and 34.4 kcal/mole respectively. The region between 3 and 40% degradation appears to involve the transition from zero-order to first-order kinetics. The results of this investigation are compared with the kinetic parameters calculated by the graphical evaluation method of Reich and Levi. Above 40% decomposition, the analysis by the graphical evaluation gives the reaction order of 0.90 and the activation energy of 32.4 kcal/mole, which are in good agreement with values obtained using Freeman and Carroll''s procedure.
TGA (Thermogravimetric Analysis)를 이용하여 공기중에서 polypropylene의 열분해반응 kinetics에 연관된 반응차수 및 활성화에너지를 구하였다. 위의 두 parameter를 구하기 위하여 Freeman과 Carroll의 비등온방법(nonisothermal procedure)을 채택하였다. 이 결과 polypropylene의 열분해반응은 단계적으로 일어난다는 것을 알았다. 온도 270℃이하 즉 열분해가 3%정도까지 진행되는 초기반응은 반응차수가 0이었으며 활성화에너지는 29.6 kcal/mole 이었다. 열분해반응이 40% 정도 진행되는 온도 380℃ 이상에서는 반응차수가 0.92로 1에 가까웠으며 이때 활성화에너지는 34.4 kcal/mole이었다. 온도 270℃ 내지 380℃의 범위 다시 말해서 열분해가 3%에서 40%까지는 반응차수가 0에서 0.92로 옮겨가는 전이단계(transition state)임을 알 수 있었다. 이 결과를 Reich와 Levi가 제안한 도표법의 결과와 비교하여 검토하였다. 도표법의 결과는 열분해반응이 40%정도 진행되는 380℃ 이상에서 비등온법의 결과와 잘 일치하였으며 이때 반응차수는 0.90, 활성화에너지는 32.4 kcal/mole 이었다.
Polymer(Korea) 폴리머
Frequency : Bimonthly(odd) ISSN 0379-153X(Print) ISSN 2234-8077(Online) Abbr. Polym. Korea