基于Origin軟件的聚合物樹脂熱降解行為分析

何小芳 蔡國輝 康冬冬 白玉峰 曹新鑫

（河南理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，焦作，454000）

高分子材料是對熱敏感的材料之一，熱失重行為測試是塑料樹脂材料耐熱、熱降解等性能表征的重要儀器分析手段之一[1－2]。在實際實驗中，通過熱分析儀器得到的數(shù)據(jù)均需要通過數(shù)學(xué)軟件進行處理，完成圖像編輯、數(shù)據(jù)計算，從而得到重用的數(shù)據(jù)信息用于實驗結(jié)果的分析和對比[3]。

本文以納米金剛石/聚丙烯復(fù)合材料熱降解行為分析[4]為例，具體針對基于Origin軟件的分析展開，以供同行借鑒。

1 實驗原料及熱分析測試

將納米金剛石（平均粒徑10.31 nm，河南博銳科技發(fā)展有限公司）與聚丙烯（EPS30R，中國石油化工股份有限公司茂名石化分公司）按照質(zhì)量比例1：99熔融共混加工后，制成復(fù)合材料。

復(fù)合材料的熱降解測試在法國SETARAM Evolution 24同步熱分析儀中進行，氬氣保護氣流為20 mL/min，升溫速率為5℃/min。提取樣品測試的熱失重曲線（TG）數(shù)據(jù)留作分析。

2 Origin軟件數(shù)據(jù)處理

Origin是美國OriginLab公司推出的一款函數(shù)繪圖軟件，簡單易學(xué)、功能強大、操作靈活是其公認的特色，既可以適用于一般用戶的制圖需要，也滿足高級用戶的函數(shù)繪圖需求。本文的納米金剛石/聚丙烯復(fù)合材料熱降解行為分析從采用Origin8.0版本，主要涉及圖像處理、峰值分析和曲線擬合等方面的功能。圖1為Origin8.0版本信息截圖。

圖1 Origin8.0版本信息Fig.1 Version information of Origin8.0

2.1 復(fù)合材料的熱失重曲線 （TG）及微分曲線（DTG）繪制

首先，將熱失重曲線（TG）數(shù)據(jù)拷貝進Origin 8.0，新建 Book 1并 Rename為“TG 曲線數(shù)據(jù)”，A（X）列 Long Name 為溫度“T”，Units為單位“℃”；B（Y） 列 Long Name為失重率 “TG”，Units為單位“%”，為避免曲線繪制時，坐標(biāo)顯示亂碼，字體格式均設(shè)置為 “Times New Roman”。圖2為熱失重（TG）數(shù)據(jù)的Origin8.0軟件截圖。

圖2 熱失重（TG）數(shù)據(jù)的Origin8.0軟件截圖Fig.2 The Origin 8.0 screen shot of TG data

以 A（X）列、B（Y）列數(shù)據(jù)作圖 Graph 1，并 Rename為“TG曲線”，截屏為圖3所示。選定TG曲線，點擊Analysis-Mathemetics-Differentiate進行微分后，Book“TG曲線數(shù)據(jù)”會生成Long Name為“Derivative Y1”的 C（Y）列微分數(shù)據(jù)，截屏如圖4所示。

圖3 熱失重（TG）曲線的Origin8.0軟件截圖Fig.3 The Origin 8.0 screen shot of TG curve

圖4 微分熱重（DTG）數(shù)據(jù)的Origin8.0軟件截圖Fig.4 The Origin 8.0 screen shot of DTG data

以 A（X）列、C（Y）列數(shù)據(jù)作圖 Graph 2，并 Rename為“DTG曲線”，如圖5所示。選定DTG曲線，點擊菜單Analysis-Signal Processing-Smoothing進行平滑后，Book“TG曲線數(shù)據(jù)”會生成 Long Name為“Smoothed Y 1”的 D（Y）列微分平滑數(shù)據(jù)，Rename 該列為“DTG”，設(shè)置 Units為“%/℃”。

圖5 微分熱重（DTG）平滑曲線Fig.5 DTG curve after being smoothed

選定 A（X）列、C（Y）列和 D（Y）列的 TG 和DTG 數(shù)據(jù)后，點擊菜單 “Plot”-“Multi-Curve”-“Double-Y”，繪制雙縱坐標(biāo)TG-DTG曲線，圖6為操作截屏及Origin軟件導(dǎo)出曲線。

圖6 TG-DTG雙縱坐標(biāo)曲線繪制Fig.6 Drawing of Double Y Axis Graph of TG-DTG

2.2 復(fù)合材料的微分曲線（DTG）數(shù)據(jù)分析

通過DTG曲線進行峰值積分分析，可以獲得復(fù)合材料的熱分析數(shù)據(jù)，如最大降解速率溫度、最大質(zhì)量損失速率等。將D（Y）列DTG數(shù)據(jù)乘以5℃/min，將其單位換算為“%/min”后，成線圖進行分析。點擊菜單 “Analysis”-“Spectroscopy”-“Integrate Multiple Peaks”-“Open Dialog”， 截屏如圖 7所示。

圖7 DTG曲線的積分操作截屏Fig.7 The screen shot of DTG curve’s integration

選擇積分的峰數(shù)量為“1”以及恰當(dāng)?shù)姆e分區(qū)域，再點擊Report，所得結(jié)果為：復(fù)合材料在5℃ /min的升溫速率下，最大失重速率溫度為449.46373℃，此時的失重速率為-15.54687%/min，半峰寬為28.08508℃。

3 結(jié)語

Origin是材料、化學(xué)等學(xué)科的實驗數(shù)據(jù)處理主要應(yīng)用軟件之一，由此衍生的論文、著作等成果中，數(shù)據(jù)的準確性和曲線圖像的分辨率是影響學(xué)術(shù)成果交流的重要參數(shù)。而不同領(lǐng)域的計算和處理涉及到不同的運算或擬合，熟練運用Origin軟件相關(guān)操作是科研工作的必備技能。在實際使用中，還有以下幾個方面需要注意：

（1）坐標(biāo)軸的刻度間距不宜過大或過小，過大時會影響曲線圖像的直觀性，而過小則會使圖像美觀度變差。一般坐標(biāo)軸刻度顯示在5-8個之間，成圖效果較好。

（2）為后期論文及實驗報告整潔，Origin繪制的所有系列曲線，盡量保持格式統(tǒng)一，即字體、字號、線寬等均一致。

（3）Origin軟件導(dǎo)出曲線圖片需要在后期插入word文檔中進行排版成文，要求圖片既要保證較好的分辨率，文件又不宜太大。一般圖片導(dǎo)出格式為“tif”，分辨率控制在300DPI以上，成圖效果較好。

參考文獻

[1] 付菁菁，何春霞，常蕭楠，等.麥秸稈/聚丙烯發(fā)泡復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性與微觀結(jié)構(gòu) [J].復(fù)合材料學(xué)報,2016,33(3)：469－476.

[2] 賀超峰，曹新鑫，戴亞輝，等.煤粉/聚氯乙烯共混體系的熱穩(wěn)定性 [J].高分子材料科學(xué)與工程,2014,30(11)：88－91

[3] 郭永明，胡鳳萍.Origin軟件在儀器分析實驗數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用[J].廣州化工,2017,03(45)：98－100

[4] 何小芳，彭苗，許明路，等.納米金剛石/聚丙烯復(fù)合材料熱降解行為動力學(xué)研究[J].中國塑料,2015,29(2)：53－58

對泰國雙酚A征收反傾銷稅塵埃落定

2018年2月28日，商務(wù)部公告2018年第23號，關(guān)于對原產(chǎn)于泰國的進口雙酚A反傾銷調(diào)查最終裁定的公告，自2018年3月6日起，進口經(jīng)營者在進口原產(chǎn)于泰國的雙酚A時，應(yīng)向中華人民共和國海關(guān)繳納相應(yīng)的反傾銷稅，PTT苯酚有限公司征收9.7%，其他泰國公司征收31.0%。自2017年3月6日，商務(wù)部發(fā)布2017年第13號公告，決定對原產(chǎn)于泰國的進口雙酚A進行反傾銷立案調(diào)查，歷時一年的時間，終于塵埃落定。

近年，隨著國內(nèi)部分雙酚A裝置擴建及新增，國內(nèi)雙酚A產(chǎn)能增長速度相對較快，據(jù)金聯(lián)創(chuàng)監(jiān)測，近四年來，雙酚A產(chǎn)能年均增長率大約在12.11%。但雙酚A的進口量卻一直維持在相對高位水平，特別是下游聚碳酸酯行業(yè)，對雙酚A進口的依存度依舊非常高。也就使得近年雙酚A年度進口量始終高于400 kt。

從近年國內(nèi)雙酚A進口按照進口國統(tǒng)計來看，韓國、泰國、臺灣一直維持鐵三角的關(guān)系，占據(jù)進口貨源數(shù)量前三甲，但泰國由于無反傾銷壁壘、以及作為東盟國家之一享受免除進口關(guān)稅，深受國內(nèi)買家追捧，近幾年，泰國雙酚A逐步超越韓國，穩(wěn)居第一把交椅。近三年，泰國雙酚A出口至中國年均水平達150 kt，約占國內(nèi)總進口水平的1/3。

目前來看，泰國雙酚A后期征收反傾銷稅，受反傾銷措施的影響，進口雙酚A的來源國占比將發(fā)生一定變化，后期雙酚A進口狀況亦將受到限制。但由于我國雙酚A對進口依存度依舊偏高，且對泰國PTT苯酚企業(yè)征收稅點較低，反傾銷措施實施后的具體影響還有待時間驗證。

（金聯(lián)創(chuàng)）

茂金屬催化劑首用于高密度聚乙烯

中沙（天津）石化公司高密度聚乙烯裝置使用茂金屬催化劑產(chǎn)出合格產(chǎn)品。這是茂金屬催化劑在國內(nèi)液相法高密度聚乙烯裝置的首次應(yīng)用，將進一步帶動高密度聚乙烯裝置降本增效。

高密度聚乙烯裝置采用雙環(huán)管淤漿生產(chǎn)工藝，可以生產(chǎn)單峰和雙峰聚乙烯產(chǎn)品，催化劑為齊格勒和鎘系催化劑。為了滿足市場需求和技術(shù)儲備，在中沙（天津）石化公司主管部門的大力支持下，公司生產(chǎn)部和高密度裝置決定開發(fā)茂金屬催化劑應(yīng)用于雙環(huán)管淤漿工藝的生產(chǎn)技術(shù)。

(鄭寧來)

Chemence收購Supreme Resources膠粘劑

膠粘劑、密封膠和樹脂生產(chǎn)商Chemence將收購Supreme Resources的電子膠粘劑業(yè)務(wù)與技術(shù)部門。

位于美國佐治亞州的Supreme為包括電子和汽車制造業(yè)在內(nèi)的多種行業(yè)提供化學(xué)解決方案。

Supreme出售給Chemence的業(yè)務(wù)部門專注于消費和工業(yè)電子產(chǎn)品膠粘技術(shù)。

包括聚氨酯熱熔技術(shù)、結(jié)構(gòu)膠粘劑和熱管理解決方案。

“'Supreme Resources'電子膠粘劑業(yè)務(wù)為Chemence現(xiàn)有的膠粘劑技術(shù)組合提供補充。Chemence為汽車和機械制造提供各種各樣的粘合劑和密封劑，”Chemence首席執(zhí)行官James Cooke說。

“Supreme的產(chǎn)品為Chemence技術(shù)組合的不斷發(fā)展助力，并為公司帶來大量機會，使得我們能立即擴大Chemence在上述和其它市場上的影響力?！?/p>

該產(chǎn)品將在未來12個月內(nèi)被整合進Chemence的Krylex產(chǎn)品組合中。

針對注塑奶茶杯市場的需求，中石化化工銷售華中公司聯(lián)合中原石化推出了國內(nèi)首款無規(guī)共聚 PP注塑奶茶杯專用料 PPR－MT75。它的融指高達75～80g/10min，采用氫調(diào)工藝生產(chǎn)（低異味），克服了諸多生產(chǎn)難點，突破了此前國內(nèi)無規(guī)共聚PP料融指的禁區(qū)。在流動性提高的同時，該產(chǎn)品通過優(yōu)化的結(jié)構(gòu)控制兼顧了良好的韌性，滿足冰水混合物等冷藏條件使用。另外，該產(chǎn)品采用了最新的NX8000K第四代透明技術(shù)，相比于傳統(tǒng)透明 PP，MT75在大幅度降低加工溫度的情況下仍然保持良好的透明性，實現(xiàn)節(jié)能降耗和周期縮短。前期大量下游客戶試用表明，MT75相比于傳統(tǒng)解決方案可以降低 40～60℃加工溫度，充模飽滿無流痕，同時保持優(yōu)異的透明度和韌性，色澤亮麗貨架吸引力高，很好的滿足了注塑奶茶杯行業(yè)對專用原料的需求。