新型膨胀阻燃体系对天然橡胶阻燃性能的研究
发布时间：2021-08-24 22:54
随着当今时代的发展,制备一种对橡胶材料尤其是对天然橡胶材料高效阻燃且绿色环保的阻燃剂已迫在眉睫。本实验就是基于此,成功设计制备出了一种新型的膨胀阻燃体系并在天然橡胶中展开研究,验证了其在天然橡胶中具有优异的阻燃性能和良好的力学补强性能。第一部分研究了一种新型的石墨烯/膨胀阻燃体系（AGT）:本实验首先使用植物多酚单宁酸（TA）作为石墨烯（GE）的液相分散助剂,制备出了分散性良好的功能化改性的石墨烯（TGE）。然后通过混炼的方式将膨胀阻燃体系的其他复配组分--聚磷酸铵（APP）均匀地混合在天然橡胶（NR）中,成功制备出了AGT与天然橡胶的复合材料（NR@AGT）。实验的结果表明,在这项工作中,新型的AGT膨胀阻燃体系对NR具有协同阻燃性和抑烟性。在添加了相同分量阻燃剂的情况下,与纯APP阻燃剂相比,相同阻燃剂配比下,添加AGT阻燃剂的NR表现出更高的氧指数值,更高的阻燃等级,垂直燃烧性能表明在60phr AGT阻燃剂的添加量下,NR的阻燃等级能够达到UL-94等级的V-0级,且氧指数值更高。同时实验结果表明,与纯的APP阻燃剂相比,在添加相同含量阻燃剂的情况下,AGT阻燃体系对NR机械性...
【文章来源】：青岛科技大学山东省
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
聚合物燃烧过程示意图
保护层，是一种主成炭剂；最后是气源，常用的气源主要有三聚氰胺、双氰胺等，气源的作用是在受热是会释放大量的气体，促使聚合物表面发泡，是一种发泡剂。膨胀阻燃体系的阻燃机理可以概括为以下内容，在聚合物受到火和热时，酸源作为脱水剂会生成的酸与炭源发生酯化反应，气源作为发泡剂会释放气体，加速酯化反应，同时使反应产物发泡，炭源作为成炭剂会促进酯化物交联成致密多孔泡沫炭层，而这层致密多孔的炭层可以对热、氧及其它热解产物的扩散进行有效的阻碍，还会抑制聚合物受热产生滴落，从而起到阻燃的作用[19]。图1-2膨胀阻燃体系阻燃机理图Fig.1-2Flameretardantmechanismofexpandedflameretardantsystem1.2.6硼系阻燃剂阻燃剂中含有的元素以硼系为主且在阻燃过程中硼系元素起到主要作用的
新型膨胀阻燃体系对天然橡胶阻燃性能的研究121.7单宁酸1.7.1单宁酸的概述单宁(tannin)又称为植物多酚(Plantpolyphenol)，是多羟基酚类化合物的总称[52]。从单宁酸的来源来看，单宁酸是一种从树皮，齐齐草等植物体内提取的提取物，来源广泛，含量巨大，在大自然中储量丰富且由于这些植物可以每年生长所以是一种绿色可持续的物质。从单宁酸的结构来看，单宁酸在大自然中含有许多种不同的结构，以它们的结构不同可以把单宁酸分为两大类，一种是水解单宁[53]，这类单宁酸以酸酯类多酚为主，表现为在各种化学环境下会极易水解。另一种是缩合单宁[54]，这类单宁酸以黄烷醇类多酚为主，表现为在各种化学环境下不易发生水解[55]。它们的典型结构如(图1-3)。单宁酸由于主要存在于树皮或植物的表皮中，会在植物发生燃烧时起到保护的作用，这是由于单宁酸的结构中含有很多的酚羟基基团，这些基团能够能够有效地捕捉燃烧时产生的活性自由基的同时还会与含氧基团发生还原反应，使这些含氧基团数量大幅度下降而起到阻燃的作用。图1-3植物多酚单宁酸结构示意图Fig.1-4Schematicdiagramofplantpolyphenoltannicacid1.7.2单宁酸的反应性单宁酸作为一类多酚羟基的化合物，其结构决定了它具有很多的化学特性和生理活性[56]。1.单宁酸从其结构上来说含有多个临位酚羟基，这些临位酚羟基可以作为一种多基配体与金属离子发生络合反应而使聚合物的稳定性得到增强。并且生成的这种络合物是具有颜色的，以氯化铁为例[57]，单宁酸与FeCl发生反应后会生成黑色的物质并且在碱性的条件下会发生沉淀，这一反应可以用来鉴定分子中的酚羟基的存在[58]。2.单宁酸从其结构上来说含有多个临位酚羟基，这些临位酚羟基可以与蛋
【参考文献】：
期刊论文
[1]石墨烯/橡胶纳米复合材料研究进展[J]. 补强,何方方,夏和生. 高分子学报. 2014(06)
[2]乳液共混法制备的石墨烯/天然橡胶纳米复合材料的微观结构研究[J]. 邢旺,李瑀天,吴锦荣,唐茂株,符玄,李恒毅,黄光速. 中国科技论文. 2014(06)
[3]石墨烯片的制备与表征[J]. 冯颖,黄世华,康凯,段晓霞. 新型炭材料. 2011(01)
[4]二维碳材料——石墨烯研究进展[J]. 顾正彬,季根华,卢明辉. 南京工业大学学报(自然科学版). 2010(03)
本文编号：3360876
【文章来源】：青岛科技大学山东省
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
聚合物燃烧过程示意图
保护层，是一种主成炭剂；最后是气源，常用的气源主要有三聚氰胺、双氰胺等，气源的作用是在受热是会释放大量的气体，促使聚合物表面发泡，是一种发泡剂。膨胀阻燃体系的阻燃机理可以概括为以下内容，在聚合物受到火和热时，酸源作为脱水剂会生成的酸与炭源发生酯化反应，气源作为发泡剂会释放气体，加速酯化反应，同时使反应产物发泡，炭源作为成炭剂会促进酯化物交联成致密多孔泡沫炭层，而这层致密多孔的炭层可以对热、氧及其它热解产物的扩散进行有效的阻碍，还会抑制聚合物受热产生滴落，从而起到阻燃的作用[19]。图1-2膨胀阻燃体系阻燃机理图Fig.1-2Flameretardantmechanismofexpandedflameretardantsystem1.2.6硼系阻燃剂阻燃剂中含有的元素以硼系为主且在阻燃过程中硼系元素起到主要作用的
新型膨胀阻燃体系对天然橡胶阻燃性能的研究121.7单宁酸1.7.1单宁酸的概述单宁(tannin)又称为植物多酚(Plantpolyphenol)，是多羟基酚类化合物的总称[52]。从单宁酸的来源来看，单宁酸是一种从树皮，齐齐草等植物体内提取的提取物，来源广泛，含量巨大，在大自然中储量丰富且由于这些植物可以每年生长所以是一种绿色可持续的物质。从单宁酸的结构来看，单宁酸在大自然中含有许多种不同的结构，以它们的结构不同可以把单宁酸分为两大类，一种是水解单宁[53]，这类单宁酸以酸酯类多酚为主，表现为在各种化学环境下会极易水解。另一种是缩合单宁[54]，这类单宁酸以黄烷醇类多酚为主，表现为在各种化学环境下不易发生水解[55]。它们的典型结构如(图1-3)。单宁酸由于主要存在于树皮或植物的表皮中，会在植物发生燃烧时起到保护的作用，这是由于单宁酸的结构中含有很多的酚羟基基团，这些基团能够能够有效地捕捉燃烧时产生的活性自由基的同时还会与含氧基团发生还原反应，使这些含氧基团数量大幅度下降而起到阻燃的作用。图1-3植物多酚单宁酸结构示意图Fig.1-4Schematicdiagramofplantpolyphenoltannicacid1.7.2单宁酸的反应性单宁酸作为一类多酚羟基的化合物，其结构决定了它具有很多的化学特性和生理活性[56]。1.单宁酸从其结构上来说含有多个临位酚羟基，这些临位酚羟基可以作为一种多基配体与金属离子发生络合反应而使聚合物的稳定性得到增强。并且生成的这种络合物是具有颜色的，以氯化铁为例[57]，单宁酸与FeCl发生反应后会生成黑色的物质并且在碱性的条件下会发生沉淀，这一反应可以用来鉴定分子中的酚羟基的存在[58]。2.单宁酸从其结构上来说含有多个临位酚羟基，这些临位酚羟基可以与蛋
【参考文献】：
期刊论文
[1]石墨烯/橡胶纳米复合材料研究进展[J]. 补强,何方方,夏和生. 高分子学报. 2014(06)
[2]乳液共混法制备的石墨烯/天然橡胶纳米复合材料的微观结构研究[J]. 邢旺,李瑀天,吴锦荣,唐茂株,符玄,李恒毅,黄光速. 中国科技论文. 2014(06)
[3]石墨烯片的制备与表征[J]. 冯颖,黄世华,康凯,段晓霞. 新型炭材料. 2011(01)
[4]二维碳材料——石墨烯研究进展[J]. 顾正彬,季根华,卢明辉. 南京工业大学学报(自然科学版). 2010(03)
本文编号：3360876
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