纳米石墨微片/聚苯乙烯阻燃材料制备及阻燃性能研究
发布时间：2021-07-28 05:01
聚苯乙烯（PS）及发泡聚苯乙烯（EPS）在诸多领域有着广泛的应用,如建筑保温、电气电子等。伴随着人们对防火安全的重视,PS和EPS的阻燃性能要求越来越高。无卤阻燃是复合材料阻燃处理的主要方向,其中膨胀阻燃剂（IFR）以阻燃效率高、环境友好的特点受到了极大地关注。近年来,研究者将纳米石墨微片（GNP）和膨胀阻燃剂复合应用于阻燃领域并取得了一定的有益效果,然而二者在同一体系协同阻燃效应阻燃机制的研究还不够深入。因此,研究GNP和IFR的协同阻燃效应,对降低阻燃剂用量,进而提高复合材料的阻燃性能具有重要意义。本论文采用珠粒包覆法制备GNP/IFR/酚醛树脂（PF）/EPS阻燃泡沫材料,采用粉末复合法和熔融共混法制备GNP/IFR/PS阻燃复合材料,利用偏光显微镜（RPM）表征泡沫材料的泡孔尺寸,利用极限氧指数、水平垂直燃烧测试和锥形量热仪表征材料的燃烧性能,利用扫描电子显微镜（SEM）和能谱仪（EDS）表征材料燃烧后炭层的形貌和组分。研究GNP与IFR之间的协效阻燃机制。采用珠粒包覆法实现了GNP/IFR/PF/EPS阻燃泡沫材料的制备。对阻燃泡沫材料泡孔尺寸研究结果表明,包覆剂PF用量对泡...
【文章来源】：哈尔滨理工大学黑龙江省
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
PF/EPS泡沫材料RPM图片
.哈尔滨理工大学工学硕士学位论文基体起到有效的保护，因此 GNP/IFR-20/PF/EPS 泡沫材料表现出较好的阻燃性能图 3-16c)和图 3-16d)中炭层的放大形貌可进一步观察到 GNP 的添加对燃烧炭层表面致密性的影响，即添加 8 phr GNP 的燃烧炭层致密性和均一性均优于未添加GNP 的炭层。a) IFR-20/PF/EPS b) GNP-8/IFR-20/PF/EPSa) b)c) d)
- 31 -c) IFR-40/PF/EPS d) GNP-8/IFR-40/PF/EPS图 3-17 IFR-40/PF/EPS 和 GNP/IFR-40/PF/EPS 燃烧后炭层的 SEM 形貌Fig.3-17 SEM micrographs of burned carbon layer of IFR-40/PF/EPS andGNP/IFR-40/PF/EPS foams采用 EDS 能谱研究了 GNP 的添加对 GNP/IFR/PF/EPS 泡沫材料燃烧后炭层中的碳、磷、氧三种元素的组成影响，用以探讨 GNP 与 IFR 的协同阻燃机理。EDS 结果如表 3-1 和表 3-2 所示。通过表 3-1 和表 3-2 可以看出，阻燃泡沫材料燃烧后炭层主要由碳、氧、磷三种元素组成。当 IFR 的用量从 20 phr 增加至 40 phr 时，泡沫材料燃烧炭层表面的磷元素含量也增加一倍。由表 3-1 可以看出，GNP 用量为 8 phr 时，燃烧后炭层中磷元素比重减少，而碳元素和氧元素比重显著提高，表明 GNP 的引入提高了泡沫材料的燃烧成炭量。成炭量增加，导致磷含量比重相对减少。这与极限
【参考文献】：
期刊论文
[1]建筑外墙聚苯乙烯泡沫塑料保温材料阻燃技术的研究进展[J]. 杨中文,刘西文. 上海塑料. 2016(02)
[2]石墨烯/聚合物复合材料研究进展[J]. 许明路,何小芳,贺超峰,范利丹,李杰飞. 塑料工业. 2016(02)
[3]可发性聚苯乙烯阻燃性研究[J]. 王雅珍,王凤超,常海洋. 广州化工. 2016(01)
[4]可发性聚苯乙烯无卤阻燃泡沫材料制备及性能[J]. 王正洲,孙皓宇,胡立飞. 建筑材料学报. 2016(02)
[5]外墙外保温用模塑聚苯乙烯泡沫塑料熔融滴落物燃烧特性分析[J]. 杨森,邓小波,刘建志,宋兆明,姚红艳,于广和. 化工新型材料. 2014(10)
[6]环境友好聚苯乙烯阻燃技术新进展[J]. 刘斌. 合成材料老化与应用. 2014(04)
[7]氧化石墨-酚醛树脂包覆阻燃可发性聚苯乙烯[J]. 王雅珍,张永胜,陈国力,孙兆洋,常海洋. 中国塑料. 2014(08)
[8]阻燃可发性聚苯乙烯研究进展[J]. 张永胜,祖立武,兰天宇,敖琳,王雅珍. 广东化工. 2014(09)
[9]聚苯乙烯泡沫塑料阻燃方法的研究进展[J]. 张胜,李玉玲,谷晓昱,董明哲,李洪飞,李雪艳,赵倩. 塑料. 2013(04)
[10]树脂包覆法阻燃EPS泡沫塑料的制备及其燃烧性能的表征[J]. 李玉玲,谷晓昱,刘喜山,董明哲,张胜. 中国塑料. 2013(01)
博士论文
[1]新型含磷阻燃剂的合成及其阻燃聚乳酸复合材料的研究[D]. 姜鹏.北京化工大学 2016
[2]梯度无卤阻燃体系的构筑及阻燃聚合物的性能研究[D]. 郑再航.吉林大学 2015
[3]聚苯乙烯膨胀阻燃协效体系及机理研究[D]. 董明哲.北京化工大学 2014
[4]石墨烯的功能化改性及其典型聚合物复合材料的热解与阻燃性能研究[D]. 洪宁宁.中国科学技术大学 2014
[5]聚苯乙烯外墙外保温系统在竖直条件下的辐射引燃过程研究[D]. 许磊.中国科学技术大学 2014
硕士论文
[1]聚苯乙烯泡沫保温板包覆阻燃和浸渍阻燃性能及阻燃机理研究[D]. 刘斌.长安大学 2016
[2]阻燃PS保温材料的制备及其阻燃性能研究[D]. 王妍.首都经济贸易大学 2015
[3]纳米石墨微片协效阻燃EVA纳米复合材料的研究[D]. 门振龙.哈尔滨理工大学 2015
[4]膨胀阻燃聚苯乙烯的试验研究及其燃烧特性数值模拟[D]. 索晓.首都经济贸易大学 2015
[5]阻燃聚苯乙烯复合材料的制备及其阻燃性能研究[D]. 李全红.太原理工大学 2013
[6]难燃型可发性聚苯乙烯保温材料的制备[D]. 高岩.吉林大学 2013
[7]包覆法无卤阻燃发泡聚苯乙烯制备及性能研究[D]. 刘行.华东理工大学 2011
[8]聚苯乙烯/弹性体无卤阻燃纳米复合材料的制备[D]. 胡林燕.大连工业大学 2010
本文编号：3307268
【文章来源】：哈尔滨理工大学黑龙江省
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
PF/EPS泡沫材料RPM图片
.哈尔滨理工大学工学硕士学位论文基体起到有效的保护，因此 GNP/IFR-20/PF/EPS 泡沫材料表现出较好的阻燃性能图 3-16c)和图 3-16d)中炭层的放大形貌可进一步观察到 GNP 的添加对燃烧炭层表面致密性的影响，即添加 8 phr GNP 的燃烧炭层致密性和均一性均优于未添加GNP 的炭层。a) IFR-20/PF/EPS b) GNP-8/IFR-20/PF/EPSa) b)c) d)
- 31 -c) IFR-40/PF/EPS d) GNP-8/IFR-40/PF/EPS图 3-17 IFR-40/PF/EPS 和 GNP/IFR-40/PF/EPS 燃烧后炭层的 SEM 形貌Fig.3-17 SEM micrographs of burned carbon layer of IFR-40/PF/EPS andGNP/IFR-40/PF/EPS foams采用 EDS 能谱研究了 GNP 的添加对 GNP/IFR/PF/EPS 泡沫材料燃烧后炭层中的碳、磷、氧三种元素的组成影响，用以探讨 GNP 与 IFR 的协同阻燃机理。EDS 结果如表 3-1 和表 3-2 所示。通过表 3-1 和表 3-2 可以看出，阻燃泡沫材料燃烧后炭层主要由碳、氧、磷三种元素组成。当 IFR 的用量从 20 phr 增加至 40 phr 时，泡沫材料燃烧炭层表面的磷元素含量也增加一倍。由表 3-1 可以看出，GNP 用量为 8 phr 时，燃烧后炭层中磷元素比重减少，而碳元素和氧元素比重显著提高，表明 GNP 的引入提高了泡沫材料的燃烧成炭量。成炭量增加，导致磷含量比重相对减少。这与极限
【参考文献】：
期刊论文
[1]建筑外墙聚苯乙烯泡沫塑料保温材料阻燃技术的研究进展[J]. 杨中文,刘西文. 上海塑料. 2016(02)
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[3]可发性聚苯乙烯阻燃性研究[J]. 王雅珍,王凤超,常海洋. 广州化工. 2016(01)
[4]可发性聚苯乙烯无卤阻燃泡沫材料制备及性能[J]. 王正洲,孙皓宇,胡立飞. 建筑材料学报. 2016(02)
[5]外墙外保温用模塑聚苯乙烯泡沫塑料熔融滴落物燃烧特性分析[J]. 杨森,邓小波,刘建志,宋兆明,姚红艳,于广和. 化工新型材料. 2014(10)
[6]环境友好聚苯乙烯阻燃技术新进展[J]. 刘斌. 合成材料老化与应用. 2014(04)
[7]氧化石墨-酚醛树脂包覆阻燃可发性聚苯乙烯[J]. 王雅珍,张永胜,陈国力,孙兆洋,常海洋. 中国塑料. 2014(08)
[8]阻燃可发性聚苯乙烯研究进展[J]. 张永胜,祖立武,兰天宇,敖琳,王雅珍. 广东化工. 2014(09)
[9]聚苯乙烯泡沫塑料阻燃方法的研究进展[J]. 张胜,李玉玲,谷晓昱,董明哲,李洪飞,李雪艳,赵倩. 塑料. 2013(04)
[10]树脂包覆法阻燃EPS泡沫塑料的制备及其燃烧性能的表征[J]. 李玉玲,谷晓昱,刘喜山,董明哲,张胜. 中国塑料. 2013(01)
博士论文
[1]新型含磷阻燃剂的合成及其阻燃聚乳酸复合材料的研究[D]. 姜鹏.北京化工大学 2016
[2]梯度无卤阻燃体系的构筑及阻燃聚合物的性能研究[D]. 郑再航.吉林大学 2015
[3]聚苯乙烯膨胀阻燃协效体系及机理研究[D]. 董明哲.北京化工大学 2014
[4]石墨烯的功能化改性及其典型聚合物复合材料的热解与阻燃性能研究[D]. 洪宁宁.中国科学技术大学 2014
[5]聚苯乙烯外墙外保温系统在竖直条件下的辐射引燃过程研究[D]. 许磊.中国科学技术大学 2014
硕士论文
[1]聚苯乙烯泡沫保温板包覆阻燃和浸渍阻燃性能及阻燃机理研究[D]. 刘斌.长安大学 2016
[2]阻燃PS保温材料的制备及其阻燃性能研究[D]. 王妍.首都经济贸易大学 2015
[3]纳米石墨微片协效阻燃EVA纳米复合材料的研究[D]. 门振龙.哈尔滨理工大学 2015
[4]膨胀阻燃聚苯乙烯的试验研究及其燃烧特性数值模拟[D]. 索晓.首都经济贸易大学 2015
[5]阻燃聚苯乙烯复合材料的制备及其阻燃性能研究[D]. 李全红.太原理工大学 2013
[6]难燃型可发性聚苯乙烯保温材料的制备[D]. 高岩.吉林大学 2013
[7]包覆法无卤阻燃发泡聚苯乙烯制备及性能研究[D]. 刘行.华东理工大学 2011
[8]聚苯乙烯/弹性体无卤阻燃纳米复合材料的制备[D]. 胡林燕.大连工业大学 2010
本文编号：3307268
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