苎麻织物表面多层阻燃涂层的构筑

发布时间：2018-01-16 21:21

  本文关键词：苎麻织物表面多层阻燃涂层的构筑　出处：《浙江大学》2016年硕士论文　论文类型：学位论文

  更多相关文章： 苎麻织物 层层组装 阻燃 膨胀型涂层 阻隔型涂层 复合涂层

【摘要】：作为我国生产来源最广且力学性能最为优异的植物纤维品种,麻类纤维具有其他天然纤维无法媲美的优良特性,尤其是近年来作为力学增强体制备的热固性树脂基复合材料已经逐步表现出其在家纺等传统工业领域以外的应用价值。然而天然植物纤维固有的热稳定性差易燃的缺点极大程度上限制了其应用领域,因此,针对麻类织物的阻燃研究也成为绿色生物质复合材料领域的研究热点之一。本文基于天然纤维织物的燃烧机理以及国内外阻燃现状,结合当下环保阻燃需求,通过在苎麻织物表面构筑层层组装多层阻燃涂层对其进行阻燃改性,分析对比了层层浸渍和层层喷涂两种不同的操作工艺对组装涂层的影响,并较为系统地研究了不同组装类型的阻燃机理。首先,采用层层喷涂和层层浸渍两种方法分别在苎麻织物表面构筑了聚乙烯亚胺/聚磷酸铵(PEI/APP)的膨胀型阻燃涂层,通过对比两种层层组装工艺以及处理后苎麻织物的数据结果,分析讨论了两种方法各自存在的利弊。PEI/APP涂层的引入使得苎麻织物的热稳定性显著提高,表现为600℃时残炭量的大幅增加。另外,浸渍法的试样的残炭呈现出明显递增的变化趋势,而喷涂法试样由于在组装层数较低时就已经获得较高的残炭量,所以其逐渐增加的变化趋势不如浸渍法明显。锥形量热以及垂直燃烧测试结果表明两种方法处理后织物的热释放速率峰值、总的热释放量都大幅下降,表现出优异的自熄性。层层喷涂法相较于浸渍法在层数较低时阻燃效果明显,并且组装效率有所提高,工业应用前景更大。但本文中由于人工操作工艺的限制,使其表面涂覆均一度下降,从而在层数较高时反而不如浸渍法。其次,在层层浸渍法组装的PEI/APP涂层基础上引入第三组分聚丙烯酸PAA,利用正负电荷吸引,构建了PEI/PAA/PEI/APP的三组分膨胀型阻燃涂层,研究了PAA作为补充酸源对涂层结构以及最终织物性能的影响。结果表明,PAA在组装层数较少时通过增加PEI的电荷密度等作用可有效增加吸附量,并且改变其浓度对涂层组装过程影响较小。与双组分(PEI/APP)n试样相比,引入不同浓度的第三组分PAA在组装层数较少时阻燃效果更佳,层数较高时阻燃性的提升反而受到限制。最后,引入负电荷层状磷酸锆(下文均缩写为ZrP)作为阻隔型阻燃剂,在苎麻织物表面构筑了双组分阻隔型阻燃涂层(PEI/ZrP)以及多组分的膨胀阻隔复合涂层：阻隔层在内膨胀层在外的复合涂层(PEI/ZrP+PEI/APP)和膨胀层在内阻隔层在外的复合涂层(PEI/APP+PEI/ZrP)。不同组装方式下织物表面涂层质量存在明显的差异,其中阻隔层在内膨胀层在外的复合涂层试样,自组装处理后织物表面光滑而平整,纤维之间缝隙也逐渐被复合涂层填满,形成连续且均一的表面涂层,且涂层中的P、N元素含量最高。单纯的阻隔型涂层试样的阻燃性较原样略有降低,膨胀层在内阻隔层在外的试样对于织物阻燃性和热稳定性的提升较小,阻隔层在内膨胀层在外的试样拥有最优的阻燃性和自熄性,表现为热释放速率和总的热释放量的大幅下降以及垂直燃烧中最为完整的残炭形貌,说明两种涂层以膨胀在外阻隔在内这样的形式进行组装时可以发挥协效阻燃作用。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB306

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本文编号：1434872