График отношения корреляции a* и b*

METHACRYLIC ACID

Рисунок 4 График отношения корреляции a* и b*

Кинетические параметры для сополимера п-ЭГФ:МАК были получены по наклону и пересечению графика Е и lnA. Значения энергии активации полученные данным методом схож со значениями полученными методами Озавы-Флинн-Уолла; Фридмана; Киссинджера - Акахиры-Сануза и составляют E=226кДж/моль.

4. Заключение

В результате проведения кинетических расчётов, полученные данные чрезвычайно полезны для оптимизации процессов пиролиза и могут быть в дальнейшем использованы в материаловедении. Термогравиметрический анализ показал, что термическая стабильность данного сополимера происходит в три стадии. Кинетические расчеты, полученные методами Озавы-Флина-Уолла, Киссинджеры-Акахиры-Сануза и Рассчитанные термодинамические характеристики сополимера показали, что процесс деградации происходит вынужденно. С использованием методов Ахара- Брендли-Шарпа и инвариантных кинетических параметров были рассчитаны кинетические триплеты сополимера. В работе представлен обширный анализ деградации сополмера п-ЭГФ:МАК с использованием наиболее популярных кинетических методов расчета.

Финансирование: Исследование не получало никаких грантов от финансирующих организаций государственного, коммерческого или некоммерческого секторов

Конфликт интересов: Авторы заявлюят об отсутствии конфликта интересов между авторами, требующего раскрытия в данной статье.

ПОЛИЭТИЛЕНГЛИКОЛЬФУМАРАТТЫҢ МЕТАКРИЛ ҚЫШҚЫЛЫМЕН СОПОЛИМЕРІНІҢ ТЕРМИЯЛЫҚ ЫДЫРАУЫН ЗЕРТТЕУ

С.Ж. Дәуренбеков¹, Ұ.Б. Төлеуов^1*, А.Н. Болатбай¹, Д.Хавличек², Т.О. Хамитова³, Э.Ж. Жақыпбекова¹

1Химия Факультеті,Бөкетов атындағы Қарағанды Университеті, Қарағанды, Қазақстан

2Карлов Университеті, Прага, Чехия

3Топырақтану және агрохимия кафедрасы, Сәкен Сейфуллин атындағы Агротехникалық университет, Нур-Султан, Қазақстан

E-mail: [email protected]

Түйіндеме. Кіріспе. Жұмыста полиэтиленгликольфумараттың метакрил қышқылымен сополимерінің димнамикалық режимде, азоттың инертті ортасындағы термиялық сипаттамалары қарастырылған. Термиялық деструкция процесінің кинетикалық сараптамасы мәліметтерді өңдеудің үш әр-түрлі әдістері кезінде (Фридман, Озава-Флин-Уолл, Киссинджер-Акахира-Сануза) жүргізілді. Түрлі әдістердің комбинациясы қолданыла отырып, Еа, А, g(a) кинетикалық триплеттары алынды. Алынған кинетикалық параметрлер Гиббс энергиясы (∆G), энтальпия (∆H) және активация энтропиясының (∆S) термодинамикалық сипаттамаларын есептеу үшін қолданылды. Теріс ΔS Газ - қатты шекарадағы кездейсоқ әсерлердің азаюы және сополимердің термиялық ыдырау процесінде заттардың еркіндік дәрежесінің төмендеуі туралы айтады.

Сополимердің термогравиметриялық анализі (ТГА) мен дифференциалдық термогравиметриялық анализінің (ДТА) қисықтары азот амтосферасында жылыту жылдамдығының 2.5, 5, 10, 20°С/мин кезінде зерттелінді. Реакция моделі және экспоненциал алдылық көбейткішті анықтау үшін инвариантты кинетикалық параметрлер әдісі қолданылды. Сополимер ыдырауының дифференциалдық қисықтағы шыңымен дәлелденген, температураның тар интервалында жүретін негізгі кезеңі анықталды. 30-150°C аралығында Жеңіл ұщқыш қосылыстардың бөлінуімен массаның шамалы жоғалуы байқалады. Екінші кезең 150-300°С аралығында жүреді массаның жоғалуы заттың жалпы массасының ~10% құрайды. Ыдыраудың үшінші кезеңі, онда үлгінің төмендеуі байқалады және 300°C температурада басталып, 500°C температурада аяқталады.

Қалдық массасы 15% DTG шыңдарының температурасы қыздыру жылдамдығымен байланысты екенін көруге болады: қыздыру жылдамдығының жоғарылауымен DTG максимумындағы температура жоғарылайды, сонымен қатар процестің басталуы мен аяқталуы кезінде жоғары мәнге ауысқанын байқауға болады p-EGF:MAA сополимерінің кинетикалық параметрлері E және lnA графигінің еңісі мен қиылысуынан алынды. Реакцияның 13 моделінің мәндері алынды.

Қолданылған әдістер активация энергиясының 223-229 кДж моль^-1аралығында дұрыс келісімін берді. Есептік және эксперименталдық мәліметтер ұқсас мәндерге ие болды. ТГА мен ДТГ қисықтарының сараптауы аталған сополимерлердің азот атмосферасындағы жеткілікті термотұрақтылығын көрсетті. Есептеулер нәтижелері бойынша бұл әдістер арқылы табылған мәндер түрлендіруге қатты тәуелді емес екенін көруге болады.

Түйін сөздер: динамикалық термогравиметрия, термиялық деструкция, полиэтиленгликольфумараттың метакрил қышқылымен сополимері, активация энергиясы, изоконверсиондық кинетикалық анализ

Дәуренбеков Сантай Жанәбілұлы профессор, химия ғылымдарының докторы Төлеуов Ұлықбек Борашұлы Докторант

Болатбай Абылайхан Нұрманұлы Докторант

Хавличек Давид Доцент

Хамитова Толқын Өндірісқызы Химия ғылымдарының докторы Жакупбекова Эльмира Жұматайқызы Химия ғылымдарының кандидаты

Список литературы:

1. P. Penczek, Boncza- Z. Tomaszewski. Unsaturated polyester resins on the verge of the 21st century. Polimery, 1999, 44, 709-715. DOI: https://doi.org/10.14314/polimery.1999.709

2. N. Sheikh, L. Jalili, F. Anvari. A study on the swelling behavior of poly(acrylic acid) hydrogels obtained by electron beam crosslinking. Radiation Physics and Chemistry, 2010, 79, 735-739. DOI:

https://doi.org/10.1016/j.radphyschem.2009.12.013

3. A. Baudry, J. Dufay, N. Regnier, B. Mortaigne. Thermal degradation and fire behaviour of unsaturated polyester with chain ends modified by dicyclopentadiene. Polymer Degradation and Stability, 1998, 61, 441-452. DOI: https://doi.org/10.1016/S0141-3910(97)00230-9

4. M.Zh. Burkeyev, E.M. Tazhbayev, A.N. Bolatbay, et al. Study of Thermal Decomposition of the Copolymer Based on Polyethylene Glycol Fumarate with Acrylic Acid. Journal of Chemistry, 2022. DOI:

https://doi.org/10.1155/2022/3514358

5. М.Zh. Burkeev, G.K. Kudaibergen, E.M. Tazhbayev, D. Hranicek., G.K. Burkeyeva,

E.Zh. Sarsenbekova. Synthesis and investigation of copolymer properties on the basis of poly(ethylene glycol)fumarate and methacrylic acid, Bulletin of the Karaganda University “Chemistry”

series, 2019, 93, 32-38. DOI: https://doi.org/10.31489/2019Ch1/32-38

6. M.Zh. Burkeev, G.K. Kudaibergen, G.K. Burkeeva, et al. New Polyampholyte Polymers Based on Polypropylene Glycol Fumarate with Acrylic Acid and Dimethylaminoethyl Methacrylate. Russian Journal of Applied Chemistry, 2018, 91, 1145-1152. DOI: https://doi.org/10.1134/S1070427218070121

7. S. Żółtowska, I. Koltsov, K. Alejski, H. Ehrlich, M. Ciałkowski, T. Jesionowski. Thermal decomposition behaviour and numerical fitting for the pyrolysis kinetics of 3D spongin-based scaffolds.

Polymer Testing, 2021, 97, 107148. DOI: https://doi.org/10.1016/j.polymertesting.2021.107148

8. L.T. Vlaev, I.G. Markovska, L.A. Lyubchev. Non-isothermal kinetics of pyrolysis of rice husk.

Thermochimica Acta, 2003, 406, 1-7. DOI:https://doi.org/10.1016/S0040-6031(03)00222-3

References