我团队博士研究生陈天一等在李良彬研究员以及崔昆朋教授的共同指导下，围绕聚乙烯醇缩丁醛(PVB)树脂在多功能电子陶瓷生产制造等应用领域中涉及到的关键热分解工艺，重点研究探讨了PVB树脂在无氧条件下的本征热分解机理。通过热重-红外光谱-质谱联用(TG-FTIR-MS)、气相色谱-质谱联用(GC-MS)和同步辐射真空紫外光电离质谱技术(SVUVPIMS)等，更深一步地揭示了PVB树脂的热分解产物种类、热分解阶段以及对应的分解机理，为先进电子陶瓷产品的制造和聚合物的热解回收等领域提供了科学指导。相关工作发表在Polymer Degradation and Stability期刊上。
在许多高端电子陶瓷产品如片式多层陶瓷电容器(MLCC)、低温共烧陶瓷基板(LTCC)等的制造工艺中，通常需要用到PVB树脂作为临时粘合剂的主要成分，而这种临时粘合剂必须要经过后续的“排胶烧结”工艺，确保其完全热分解而不留下影响产品性能的碳质残留。因此，PVB的热分解行为及热分解机理就成为了优质产品出产所必须深入理解的科学问题。因具有随机结构，PVB的热分解机理十分复杂。团队首先采用经典的TG-FTIR-MS、GC-MS方法，对PVB的热分解失重曲线、主要产物进行了常规分析，并对其热分解机理进行了初步探讨。在此基础上，在合肥光源王占东教授课题组的帮助下，团队采用先进的SVUVPIMS技术，对PVB热分解过程中产生的数十种自由基、中间体等产物进行了化学结构扫描检索，将各种同分异构体区分开来，得到了PVB热分解的详细产物表。在此基础上，团队对各种产物进行了分类，并对各类产物的来源反应进行了深入分析和讨论。不仅如此，团队发现PVB的热分解可区分为“Ⅰ”、“Ⅱ”和“Ⅲ”三个阶段，三个阶段中所对应的热分解反应和产物及产物含量变化趋势各不相同。最终，通过与聚合物的三大热分解机理(解聚、侧基消除和随机断裂)理论的结合讨论分析，我们发现，因PVB在化学结构上的随机性，其热分解机理并不简单属于三大热分解机理之一。
该项工作得到了国家自然科学基金(52273028)、建制化平台项目(JZHKYPT-2021-04)和合肥市重大专项定向委托项目(2021DX005)的资助。
Tianyi Chen, Hong Wang, et al. Thermal decomposition mechanism of poly(vinyl butyral) with random structure revealed through TG-FTIR-MS, GC-MS,and SVUV PIMS[J]. Polymer Degradation and Stability, 239, 2025,111373.
论文链接：https://doi.org/10.1016/j.polymdegradstab.2025.111373
