聚电解质化聚磷酸铵对木塑复合材料性能的影响
发布时间：2021-02-15 12:56
以聚磷酸铵（APP）为原料,通过酸碱滴定法（t1-APP、t2-APP）、NaCl改性法（n-APP）和聚乙烯亚胺（PEI）改性法（p-APP）分别使APP聚电解质化,将制得的APP聚电解质加入木塑复合材料（WPC）中制备得到阻燃WPC。采用TEM、FT-IR对APP聚电解质的形貌及化学结构进行表征,采用TG、LOI及力学性能测试探讨APP聚电解质对WPC热性能、阻燃性能及力学性能的影响。结果表明:聚电解质化处理对APP形貌及晶体结构产生显著影响。经聚电解质化处理后APP结晶度及粒径尺寸下降,分散性显著提高,部分NH4+以NH4Cl形式析出;且热解初始温度和峰值温度均有所提前,700℃下残余质量显著提高。聚电解质化处理后APP保持了其良好的阻燃性能,当添加15%APP聚电解质时,t1-APP、t2-APP、n-APP和p-APP的WPC极限氧指数分别为24.9%, 23.8%, 24.7%和24.8%,与同添加量未改性APP（25.0...
【文章来源】：林业工程学报. 2020,5(04)北大核心
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
APP聚电解质的TEM图
APP聚电解质化前后的FT-IR图谱见图2。由图2可知，1 070 cm-1和800 cm-1分别为纯APP中—P—O的弯曲振动峰及P—O—P的特征峰，为典型Ⅱ型APP的吸收峰，表明APP中聚磷酸长链的存在。经过酸碱滴定法和NaCl改性法处理后，APP在1 640 cm-1、1 690 cm-1(P—OH伸缩振动峰)、1 434 cm-1(—NH弯曲振动峰)[15-16]及1 250cm-1(—P?O伸缩振动峰)[17]处的特征峰得以保留，但在指纹区762 cm-1处出现了Ⅰ型APP的特征吸收峰，表明经过酸碱滴定法和NaCl改性处理后APP聚电解质的聚合度有一定程度的降低，部分长链Ⅱ型APP降解为短链Ⅰ型APP;经过PEI改性处理后，p-APP的特征峰与APP一致，指纹区762 cm-1附近没有新的特征峰出现，表明经PEI改性处理后APP保留了原本Ⅱ型APP的结构。2.1.3 XRD分析
APP聚电解质化前后的XRD图谱见图3。由图3可知，纯APP在2θ=14.8°和15.7°处存在两个主要的特征峰，为典型的Ⅱ型APP(ISCD No.074970)[17]。t1-APP、t2-APP和n-APP在2θ=10°～20°间的衍射峰变宽、强度减弱，且2θ=14.8°和15.7°处特征峰消失，表明APP的结晶结构消失，t1-APP、t2-APP和n-APP均为无定型结构，但其均在2θ=32.8°处出现了NH4Cl的衍射峰(ISCD No.00-001-1037)，可能是因为聚电解质化处理后APP溶解，部分NH4+脱离了聚磷酸长链[18]，与Cl-结合生成NH4Cl。此外，t1-APP和t2-APP在2θ=31.8°出现的特征峰对应于NaCl的特征衍射峰(ISCD No.00-001-0993)，可能是酸碱滴定法改性过程中，未能与APP反应的过量离子以NaCl结晶形式析出。经过PEI改性处理后，p-APP的各主要衍射峰(2θ=14.9°，15.7°，26.3°，29.1°，30.5°)与纯APP完全相同，表明其改性过程中没有其他无机盐结晶产生。但各个衍射峰强度有所降低，表明pAPP仍保持了Ⅱ型APP的结构，但结晶度有所下降。2.1.4 APP聚电解质TG分析
【参考文献】：
期刊论文
[1]磷核磁共振表征聚磷酸铵聚合度影响因素研究[J]. 刘宜娜,杨荣杰,梁嘉香,李定华. 无机盐工业. 2018(03)
[2]基于聚乙烯木塑复合材的水披覆转印法装饰[J]. 韦双颖,蔡莹莹,杨黎,张宇,余华,李松林,王亚宁. 东北林业大学学报. 2017(08)
[3]纳米SiO2-APP对木塑复合材料界面特性及力学性能的影响[J]. 潘明珠,梅长彤. 北京林业大学学报. 2013(05)
[4]双层包裹聚磷酸铵微胶囊合成及其在环氧树脂中阻燃研究[J]. 张延奎,吴昆,张卡,魏续瑞,沈敏敏. 高分子学报. 2012(07)
本文编号：3034889
【文章来源】：林业工程学报. 2020,5(04)北大核心
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
APP聚电解质的TEM图
APP聚电解质化前后的FT-IR图谱见图2。由图2可知，1 070 cm-1和800 cm-1分别为纯APP中—P—O的弯曲振动峰及P—O—P的特征峰，为典型Ⅱ型APP的吸收峰，表明APP中聚磷酸长链的存在。经过酸碱滴定法和NaCl改性法处理后，APP在1 640 cm-1、1 690 cm-1(P—OH伸缩振动峰)、1 434 cm-1(—NH弯曲振动峰)[15-16]及1 250cm-1(—P?O伸缩振动峰)[17]处的特征峰得以保留，但在指纹区762 cm-1处出现了Ⅰ型APP的特征吸收峰，表明经过酸碱滴定法和NaCl改性处理后APP聚电解质的聚合度有一定程度的降低，部分长链Ⅱ型APP降解为短链Ⅰ型APP;经过PEI改性处理后，p-APP的特征峰与APP一致，指纹区762 cm-1附近没有新的特征峰出现，表明经PEI改性处理后APP保留了原本Ⅱ型APP的结构。2.1.3 XRD分析
APP聚电解质化前后的XRD图谱见图3。由图3可知，纯APP在2θ=14.8°和15.7°处存在两个主要的特征峰，为典型的Ⅱ型APP(ISCD No.074970)[17]。t1-APP、t2-APP和n-APP在2θ=10°～20°间的衍射峰变宽、强度减弱，且2θ=14.8°和15.7°处特征峰消失，表明APP的结晶结构消失，t1-APP、t2-APP和n-APP均为无定型结构，但其均在2θ=32.8°处出现了NH4Cl的衍射峰(ISCD No.00-001-1037)，可能是因为聚电解质化处理后APP溶解，部分NH4+脱离了聚磷酸长链[18]，与Cl-结合生成NH4Cl。此外，t1-APP和t2-APP在2θ=31.8°出现的特征峰对应于NaCl的特征衍射峰(ISCD No.00-001-0993)，可能是酸碱滴定法改性过程中，未能与APP反应的过量离子以NaCl结晶形式析出。经过PEI改性处理后，p-APP的各主要衍射峰(2θ=14.9°，15.7°，26.3°，29.1°，30.5°)与纯APP完全相同，表明其改性过程中没有其他无机盐结晶产生。但各个衍射峰强度有所降低，表明pAPP仍保持了Ⅱ型APP的结构，但结晶度有所下降。2.1.4 APP聚电解质TG分析
【参考文献】：
期刊论文
[1]磷核磁共振表征聚磷酸铵聚合度影响因素研究[J]. 刘宜娜,杨荣杰,梁嘉香,李定华. 无机盐工业. 2018(03)
[2]基于聚乙烯木塑复合材的水披覆转印法装饰[J]. 韦双颖,蔡莹莹,杨黎,张宇,余华,李松林,王亚宁. 东北林业大学学报. 2017(08)
[3]纳米SiO2-APP对木塑复合材料界面特性及力学性能的影响[J]. 潘明珠,梅长彤. 北京林业大学学报. 2013(05)
[4]双层包裹聚磷酸铵微胶囊合成及其在环氧树脂中阻燃研究[J]. 张延奎,吴昆,张卡,魏续瑞,沈敏敏. 高分子学报. 2012(07)
本文编号：3034889
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