Effect of Silica Surface on Thermal Decomposition of the Immobilized Peroxide Oligomers

Abstract

Термічний розклад пероксидних груп у структурі коолігомеру малеїнового ангідриду з 5-третбутилперокси-5-метилгекс-1-ен-3-іном, а також його амінопохідної, іммобілізованих на поверхніх різних видів SiO2 було досліджено за допомогою комплексного термогравіметричного аналізу. Два види SiO2, а саме піролізний – аеросил та осаджений – біла сажа поверхнево були модифіковані цими коолігомерами різними методами. Встановлено, що у всіх випадках розклад коолігомеру на поверхні діоксиду кремнію під порядковується кінетичному рівнянню першого порядку. Оцінені енергії активації свідчать про зниження термічної стабільності пероксидного коолігомеру у порівнянні з його розкладом у розчині. Показано, що на поверхні аеросилу розклад пероксидного коолігомеру завжди відбувається як одностадійний процес незалежно від методу модифікації, тоді як на поверхні білої сажі він може відбуватися як одностадійний чи двостадійний процес в залежності від методу модифікації. Причиною цього феномену є різниця в пористості та в хімії поверхонь цих двох видів діоксиду кремнію.

The thermal decomposition of pendant peroxy groups in a cooligomer of maleic anhydride with 5-(tertbutylperoxy)-5-methylhex-1-en-3-yne as well as in its amino derivatives immobilized on different silica surfaces, has been investigated using a complex thermogravimetric analysis. Two types of silica: fumed (aerosil) and precipitated (white carbon black) ones have been surface modified by this cooligomer via diverse techniques. It has been established that in all the cases the cooligomer decomposition on the silica surface complies with the first-order kinetics. Estimated activation energy evidences lowering thermal stability of the immobilized peroxide cooligomer in comparison with its decomposition in a solution. Interestingly, on the surface of fumed silica the decomposition of peroxide cooligomers always occurs as a one-stage process, while on the surface of precipitated silica it can occur as a two-stage process. The reason for this phenomenon is a difference in the porosity and surface chemistry of these two silica samples.