有機臭素系難燃剤の燃焼反応機構の解明

有机溴系阻燃剂燃烧反应机理的阐明

基本信息

批准号：
17686076
负责人：
柴田悦郎
金额：
$ 19.72万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

臭素系難燃剤(TBBPA)の熱分解挙動を熱重量分析装置の排ガス系に質量分析装置(MS)を接続した装置(TG-MS)ならびに示差走査熱量計(DSC)を用いて解析した。その結果、TBBPAは180℃で融解し、260℃で熱分解によるHBrが生成することがわかった。また、実際の臭素系難燃プラスチックには、難燃助剤として酸化アンチモン(Sb_2O_3)が含有されているため、TBBPAとSb_2O_3の混合試料の熱分解ならびにSb_2O_3の臭素化反応を調査した。その他、廃棄物中に含有される重金属酸化物を想定して、TBBPAの熱分解による重金属酸化物・(ZnO,PbO,Cu_2O,Fe_2O_3)の臭素化反応も調査した。続いて、難燃プラスチックの燃焼時に臭素化アンチモン(SbBr_3)が生成することから、そのSbBr_3による重金属酸化物(ZnO,PbO,Cu_2O,Fe_2O_3)の臭素化反応も調査した。特に、ZnOの臭素化反応に関しては、詳細に調査した。各純物質(TBBPA,ZnO,ZnBr_2,Sb_2O_3,SbBr_3)の熱重量測定結果と比較することにより、TBBPAとの反応では、TBBPAは200℃付近から揮発し始め、300℃付近でZnOの臭素化が始まる。生成したZnBr_2は400℃付近で揮発することがわかった。また、TBBPA単独の熱分解では、200℃付近の揮発の際に分解はほとんど見られないが、ZnO等の臭素化される金属酸化物と共存する際はブロモフェノールなどの分解生成物の生成促進が確認された。また、管状の小型炉を用いて、同様のTBBPAの熱分解ならびに熱分解に伴うZnOの臭素化反応実験を行い、熱分解実験後の残渣、揮発回収物、有機・無機ガス生成物を、XRD、EPMA、イオンクロマトグラフ、ICPで分析することにより、さらに詳細に調査を行った。

使用热重分析仪（TG-MS）分析溴化阻燃剂（TBBPA）的热分解行为，其中质谱仪（MS）连接到废气系统和差示扫描量热计（DSC）。结果发现，TBBPA在180℃熔融，在260℃热分解生成HBr。此外，由于实际的溴化阻燃塑料含有氧化锑（Sb_2O_3）作为阻燃助剂，我们研究了TBBPA和Sb_2O_3混合样品的热分解以及Sb_2O_3的溴化反应。此外，考虑到废物中含有的重金属氧化物，我们研究了TBBPA热分解对重金属氧化物（ZnO、PbO、Cu_2O、Fe_2O_3）的溴化反应。接下来，由于阻燃塑料在燃烧过程中会产生溴化锑(SbBr_3)，因此我们还研究了SbBr_3对重金属氧化物(ZnO、PbO、Cu_2O、Fe_2O_3)的溴化反应。特别是，详细研究了ZnO的溴化反应。通过比较各纯物质(TBBPA、ZnO、ZnBr_2、Sb_2O_3、SbBr_3)的热重测量结果发现，在与TBBPA的反应中，TBBPA在200℃左右开始挥发，ZnO在300℃左右开始溴化。开始了。结果发现生成的ZnBr_2在400℃左右挥发。另外，单独热分解TBBPA时，在200℃左右的挥发时几乎没有观察到分解，但与ZnO等溴化金属氧化物共存时，可促进溴苯酚等分解产物的生成。此外，我们使用小型管式炉进行了类似的TBBPA热分解和伴随热分解的ZnO的溴化反应，并使用XRD A分析了热分解实验后的残留物、挥发性回收材料以及有机和无机气体产物。通过使用EPMA、离子色谱法和ICP进行分析进行了更详细的研究。