热分析动力学致力于对热分析技术测得的物理量(如质量、温度、热量、模量等)与温度之间关系的定量描述，其基本任务是定量表征反应或相变过程，确定过程的机理函数模型，求取动力学参数(活化能，指前因子及速率常数)。热分析动力学是化工领域中研究热化学转换过程的重要理论工具。在火灾科学领域，热分析动力学是评定易燃易爆物质危险性(包括描述着火和爆炸临界条件，建立燃烧初始阶段的理论模型等)的重要手段。在热分析动力学理论方法体系中最具代表性的是拟合法和等转化率方法。过去几十年间虽然发展了数十种拟合法和等转化率方法，但在方法学方面存在明显不足。本文针对一些重要的不足开展理论研究和实验验证工作，提出并建立几种新的动力学分析方法。　　 本文的主要研究内容和结论如下：　　 (1)对比分析拟合法和等转化率法这两种方法系统的优缺点，基于改进型Vyazovkin方法，提出了一种新的求解固态反应活化能的等转化率方法。新方法不仅避开了对反应机理的选择，而且突破了当前等转化率方法不能求解出明确的活化能的局限。通过对模拟数据及挤塑聚苯乙烯热解实验数据的验证，证实了新方法对实验噪音具有良好的容许度，并且能够对热解数据求解出比拟合法更可靠的活化能值。　　 (2)Li—Tang方法和由Budrugeac等人提出的Li—Tang改进型方法常用于计算固体反应活化能。本文针对这两种方法难以适用于反应活化能随反应转化率改变的情况的局限性，在理论分析的基础上建立了一种新的步进式等转化率方法。新方法克服了Li—Tang方法计算活化能的值受积分下限的影响的局限性。利用模拟数据和碳酸锶热解实验数据对新方法和其他分析方法进行了对比分析，结果显示新方法能够获得与Friedman方法和改进型Vyazovkin方法一致的结果。新方法完全避开了温度积分近似式的选择所带来的误差问题，并且对实验噪音不敏感，因此更加易于应用在非等温动力学分析中。　　 (3)大量文献结果表明，对同一固体反应系统不同研究所得出的活化能随反应转化率的变化图谱可能存在显著差异。我们针对这种问题进行了理论分析，首先指出包括升温速率在内的实验条件能够导致表观的反应模型发生变化，这与等转化率方法的基本假设相悖。进而，我们提出一种反应机理可变的模型，用以代替常规机理函数不变的动力学模型，来描述不同实验条件下的固体反应动力学。数学分析和实例验证表明，新方法能够成功解释对同一系统可能得到不同的活化能随反应转化率变化图谱的现象。进一步研究还表明，新方法有助于确定活化能的值，并缩小辨识固体反应机理模型时的选择范围。　　 (4)Dollimore等人提出，在非等温动力学研究中可使用TG和DTG曲线的形状鉴别出反应的机理模型。他们还制定一个流程表来帮助辨别反应模型。本文通过理论分析，澄清了该方法在借助一阶微分曲线的最大值对应的转化率值、反应初始阶段(Ti)和结尾阶段(Tf)的特征和DTG曲线的半宽长等来判断反应模型时的一些错误认识。