【摘要】 深度解析热重-红外联用技术(TG-IR)在有机/无机材料热分解研究中的应用，通过咖啡酸、腐植酸树脂等案例阐述逸出气体分析(EGA)方法，揭示FTIR与热重联用对材料热稳定性的提升机制。

一、技术原理与设备构成

热重分析（TGA）通过程序控温监测样品质量变化，但无法识别释放气体成分。而傅里叶变换红外光谱（FTIR）可精准解析分子结构特征。热重-红外联用仪（TG-IR）结合两者优势，利用惰性气体（如氮气）将加热过程中逸出的挥发性物质传输至高温气体池（200-250℃），再通过FTIR实时检测气体化学成分与结构，突破传统热重分析局限。

 

二、TG-IR在材料研究中的应用价值

1.有机材料分析：针对塑料、橡胶、化纤等含碳化合物，TG-IR可追踪热分解过程中的官能团变化（如羰基、羟基），解析降解机制。

2.​无机材料研究：传统及新型无机材料的热稳定性评估中，该技术能直接识别分解产物（如CO₂、H₂O），降低实验成本与时间。

3.​案例实证：杨继团队采用TG-IR分析咖啡酸热解行为，发现其240-360℃区间失重源于邻苯二酚生成，230℃时完全裂解。

 

三、典型研究案例解析

案例1：咖啡酸热分解机制

通过热重-红外联用技术监测咖啡酸在氮气中的热解过程：

  • 图1显示240-360℃为主要失重区间（DTG峰值对应邻苯二酚生成），200-220℃发生4-乙基邻苯二酚分解。

  • 图2中230℃固体残留物的红外光谱证实咖啡酸结构完全裂解，特征官能团消失。

 

案例2：腐植酸-脲醛树脂（HUF）改性研究

羟甲基化腐植酸与脲醛树脂（UF）按1:4复配制备HUF：

  • TG-IR显示HUF与UF光谱曲线一致，但特征峰强度增强且TG峰向高温移动，证明热稳定性提升。
  • 成本低、环保性强的特性使HUF在材料市场具备显著竞争优势。

 

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