| Coats-Redfern[9]对温度积分后，得到了的积分式为：
 (4.5)
W0是失重前质量，mg；
W∞是失重结束时质量，mg；
Wt是时间t时的实验质量，mg；
A是频率因子，min-1；
E是表观活化能，kJ·mol-1；
R是普适气体常量，8.314×10-3 kJ/(mol·L)。
对于固体反应动力学主要有十种模型，各模型对应的机理函数g(α)如表3所示。从这十种模型中寻找红松和阻燃红松热解主反应段最概然的机理函数时，遵循张同来-胡荣祖-杨正权-李福平提出的选择合理动力学参数及最概然机理函数的五条判据[9]。从样品的TG曲线上取点，读出温度（T1，T2，T3，T4，T5）下相应的样品剩余量（W1，W2，W3，W4，W5），求得相应的反应度（α1，α2，α3，α4，α5），将所得数据代入到十种不同的g(α)当中，根据ln[g(α)/T2]与1/T的直线关系，编制Maple数学程序可拟合出直线方程，而且计算机提供的信息告诉我们：数据拟合出的直线方程偏差最小的，其相关系数R最大。最大R值对应的g(α)就是我们要寻找的样品热解所遵循的最概然积分函数。当确定了正确的g(α)后，根据该函数拟合出的直线方程，从该方程的斜率得E值，从截距得A值。
表3 常用的g(α)的形式[1]
| 模型 |
g(α) |
| 零级反应模型O0 |
 |
| 一级反应模型O1 |
 |
| 二级反应模型O2 |
 |
| 三级反应模型O3 |
 |
| 相界反应圆柱形对称模型R2 |
 |
| 相界反应球形对称模型R3 |
 |
| 一维扩散模型D1 |
 |
| 二维扩散模型D2 |
 |
| 三维扩散模型D3 |
 |
| 四维扩散模型D4 |
 |
表4 不同氧浓度下各样品的热解动力学参数
| 样品 |
氧浓度/% |
相关系数R |
活化能 E/kJ·min-1 |
频率因子A/min-1 |
反应模型 |
| 红松热解第一阶段（280~350℃） |
21 |
0.9998 |
124.17 |
2.695E+07 |
一维 |
| 16 |
0.9983 |
135.16 |
2.933E+07 |
一维 |
| 12 |
0.9999 |
154.70 |
3.357E+07 |
三维 |
| 红松热解第二阶段（450~500℃） |
21 |
0.9999 |
34.16 |
7.399E+06 |
二维 |
| 16 |
0.9999 |
16.49 |
3.579E+06 |
一维 |
| 12 |
0.9999 |
16.26 |
3.530E+06 |
一维 |
| 阻燃红松热解第一阶段（120~250℃） |
21 |
0.9730 |
67.83 |
1.472E+07 |
三维 |
| 16 |
0.9616 |
77.57 |
1.683E+07 |
三维 |
| 12 |
0.9812 |
57.90 |
1.256E+06 |
三维 |
| 阻燃红松热解第二阶段（250~330℃） |
21 |
0.8811 |
27.77 |
6.026E+06 |
三维 |
| 16 |
0.9213 |
14.96 |
3.246E+06 |
三级 |
| 12 |
0.8891 |
26.34 |
5.716E+06 |
三维 |
| 阻燃红松热解第三阶段（640~830℃） |
21 |
0.9945 |
31.8 |
6.897E+06 |
四维 |
| 16 |
0.9948 |
36.64 |
7.951E+06 |
四维 |
| 12 |
0.9893 |
27.99 |
6.074E+06 |
三级 |
从表4中可知：红松第一、二阶段以一维反应模型为主，阻燃红松第一、二阶段以三维反应模型为主。免费论文参考网。结合表3各种反应模型所对应的反应函数形式，可以得出结论：就整个热解过程来看，阻燃红松的热解比红松热解复杂，该阻燃剂对红松热解动力学反应模型有明显的影响。
对于红松来说，随着氧浓度的降低，红松第一阶段的活化能和频率因子均增大，第二阶段的这两种动力学参数均减小。对于阻燃红松来说，随着氧浓度的降低，这两种动力学参数的变化比较复杂，在热分解的第一和第三阶段活化能和频率因子呈先增大后减少的趋势，第二阶段先减小后增大的趋势。
本实验所得到的参数与其它学者的参数可能存在差别，主要是由固体非匀相体系本身的复杂性引起的，因为固态反应往往是多个基元反应平行、部分重叠或递次发生的过程。
5 结论
(1) 氧浓度的变化对红松及阻燃红松热解失重情况均有一定的影响，氧浓度越低，样品的TG曲线右移。从热解特征温度值来看：氧浓度降低，红松的特征温度值增大。氧浓度降低，红松和阻燃红松的总失重率都减小，但同一样品在不同氧浓度下总失重率之间的差别较小。
(2) 相同氧浓度下，红松第一阶段的活化能高于其第二阶段反应所需的表观活化能。
(3)氧浓度对红松、阻燃红松热解遵循哪种动力学模型没有明显的影响。
参 考 文 献
[1] 施海云, 方梦祥, 王树荣等. 建筑装潢中几种常见板材热解特性及动力学研究[J]. 火灾科学, 2002,11(4):211-216.
[2] N.A.Liu, et al.Thermogravimetric Analysis on Global Mass Loss Kinetics of Leaf, Bark and WoodPyrolysis in air Atmosphere[J]. 火灾科学, 2001, 10(3):125-134.
[3] J. J. M. Orfao,et al. Pyrolysis kinetics of lignocellulosic materials-three independentreactions models[J]. Fuel, 1999, 78:349-358.
[4] 谭文英,赵殊,王述洋等. 升温速率对大豆秸、红松热解速率的影响[J]. 东北林业大学学报, 2003,31(2):75-77.
[5] 李爱民,王雷,李润东等. 典型装饰织物在不同氧浓度下热分析研究[J]. 中国安全科学学报, 2004,14(4):101-106.
[6] 李爱民,王雷,李润东等. 木质装饰板材贫氧条件下燃烧和热解特性研究[J]. 工程热物理学报, 2005,(6):237-240.
[7] 孙兰军,李爱民,李润东等. 常用木制家具材料在不同氧浓度下的热分析[J]. 火灾科学, 2004,13(1):43-47.
[8] 孙兰军,李爱民,李润东等. 常见木质装饰板材的热解特性研究[J]. 热科学与技术, 2004,12(4):337-342.
[9] 胡荣祖,史启祯. 热分析动力学[M]. 北京: 科学出版社. 2001.
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