阻燃型塑木材料的研究与制备

发布时间：2020-07-19 16:52

【摘要】：随着我国现代化的持续发展,塑木材料作为新兴的一种复合材料具有很高的利用价值。近年来,废物资源化利用一直是国家发展中的重点,通过对VA唑法工艺生产维生素B6过程中产生固废的分析,黑膏中所具有的基团主要为氨基,羧基以及羟基,其中的羧基可以与羟基发生反应结合在一起,而氨基是膨胀性阻燃剂中的一种基团;具有用来做塑木复合材料的相容剂以及阻燃剂的可能性。我国在塑木复合材料领域具有一定的发展,但仍存在木粉填充量不高,塑木板材性能较差的问题。基于国内外塑木板材的研究状况,以及对固废的废物资源化利用理念,本实验主要研究具有一定阻燃性能的塑木复合材料。由于木粉在聚丙烯中分散不均匀的特性,所以木粉与聚合物基体混合时采用特殊的工艺,即先通过黑膏与木粉进行反应制成所需单体,同时用马来酸酐对聚丙烯进行接枝,再采用双螺杆挤出机将单体与接枝体挤出造粒生产出塑木复合材料。主要通过测试了塑木板材的冲击强度、拉伸强度、弯曲强度以及吸钉性能研究了木粉与黑膏的含量对塑木材料性能的影响。结果表明:(1)将反应温度应该控制在550℃,木粉处于全面炭化阶段,木屑吸收大量的热量发生热分解反应,副反应中会产生大量的液态产物。例如:乙酸,甲醇和木焦油;时间应控制在60 min;B6固废的用量控制在6%时,可以获得最大的成炭率,碳粒子微团在溶液中的运动主要分为平动和转动两种,平动在微团的运动过程中占大多数,而且通过可视化的测定,测出微团的当量直径为0.03385 mm~0.03949 mm。因此,这种工业固废可以作为一种阻燃剂添加到木粉之中,使木屑的成炭率上升,以达到阻燃的目的。(2)工艺成型方面,在塑木复合材料的制备过程中,将挤出机机头压力15 MPa,机身温度130℃~170℃、机头温度165℃,主机转速12 r/min,能够达到很好的混炼效果。(3)由于现阶段依旧无法做到木粉与聚丙烯的完全混合,木粉的团聚效应导致应力集中,结合实际工业生产得出最优条件下的木粉的质量分数为50%,其冲击强度为5.8 kJ/m~2,拉伸强度为20.1 MPa,弯曲强度为30.3 MPa,握钉力为207 N,吸水率为0.66%,硬度为76。(4)由于黑膏的难溶性结合实际工业生产得出最优条件下的黑膏含量为7%时,其冲击强度为9.6 kJ/m~2,拉伸强度为21.2 MPa,弯曲强度为30.6 MPa,握钉力为253 N,吸水率为0.32%,硬度为103。(5)在黑膏的质量分数达到6%时,通过燃烧实验发现没有黑烟产生,板材没有滴落,并且在拿开火机后,明火熄灭,残余少量火星。当黑膏质量分数为7%时,成炭率达到最大值为57.4%,说明板材的确具有一定的阻燃性能。
【学位授予单位】：武汉工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TB33
【图文】：

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