含磷、硼、硅、钴元素无机纳米粒子的制备及对EP阻燃性能的研究
发布时间：2022-02-13 05:31
在这个日新月异的科技时代,高分子材料遍及我们生活的每一个角落。其中,阻燃剂是高分子材料重要的助剂之一,可用来提高材料的热稳定性,有助于拓宽高分子材料的应用范畴。避免传统合成过程中的资源浪费,摒弃危害生态系统的卤系阻燃剂是当前行业的主要任务。继卤系阻燃剂后,磷系、硼系、氮系是应用较多的环保阻燃体系。随着无机纳米粒子的优点日益突出,在阻燃领域也受到越来越多的关注。此外,研究者也注意到石墨烯、g-C3N4遇热分解会形成强稳定性的隔热层,具有一定的阻燃效果,可是如果将其作为高分子材料的阻燃剂,就要克服石墨烯、g-C3N4本身易团聚、产烟量大、加速聚合物磨损的这些缺点。目前,环氧树脂占据着国内80%的高分子材料市场,但本身存在着质脆、易燃的缺点,因此制备环氧树脂阻燃材料具有重要意义。其中,无机阻燃剂应用的最多,但添加量过高,对基体本身的性能损害较大。因此,可以对无机纳米粒子进行化学修饰、调控纳米粒子的微观形态,从而提高无机阻燃剂与环氧树脂的交联度,避免对高分子材料机械性能的损害。据此,本文的主要内容如下:1....
【文章来源】：西北师范大学甘肃省
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图1.1双酚A型环氧树脂和双酚F型环氧树脂
CuMoO4）修饰，合成RGO-LDH/CuMoO4阻燃剂，并应用于环氧树脂基材，研究结果表明：复合材料的隔热效果、抑烟能力明显提高，这主要是RGO和LDH的物理屏障作用以及LDH的催化碳化作用。Jiang[32]等以中空结构的SiO2（HM-SiO2），壳聚糖（CS）及磷酸纤维素（PCL）通过层层自组装的方式，形成一种多功能的生物基聚电解质环氧树脂阻燃剂（HM-SiO2@CS@PCL），合成示意图如图1.2所示，在这个过程中，HM-SiO2球充当密封的高压釜式微反应器，CS/PCL能起到催化剂的作用，促进反应的进行，共同作用增强聚合物基质的热稳定性。图1.2HM-SiO2@CS@PCL的合成路线Fig.1.2ThesyntheticrouteofHM-SiO2@CS@PCL1.2.2.3反应型阻燃剂反应型阻燃剂亦可称为本征型阻燃，本征型阻燃是指在合成高分子过程中，通过对合成单体分子的合理设计，或者在聚合物加工成型过程中引入阻燃元素，以此降低聚合物易于燃烧的趋势。相较于传统添加型阻燃剂，反应型阻燃剂有很多突出的优点，例如：耐久性强，分散性好，阻燃效率高等。但是，反应型阻燃剂的合成条件不易把握，经济成本更高，这是从事本征型阻燃剂研究需要克服的难点，本征
第1章绪论5型阻燃将会成为今后阻燃材料发展的主要方向。本征型环氧树脂材料的设计主要包括两方面：一是环氧单体的合成，二是固化剂的调控。无论哪一种设计方法，磷系阻燃剂以其活性基团丰富，易于控制的特点，在本征阻燃领域具有不可替代的地位。1.3磷系阻燃剂概述磷系阻燃剂是继卤系阻燃剂后，涉及应用范畴最广的阻燃剂。其中，红磷、磷化合物、亚磷酸酯和磷酸都是常用阻燃剂[33]。聚合物燃料在燃烧过程中，会释放出H·和OH·自由基，而磷系阻燃剂遇热分解释放含P·自由基，可以捕获OH·自由基降低其浓度，中断自由基的链式反应，抑制热裂解反应的进行，发挥气相阻燃作用；另外磷系阻燃剂可促进成炭，形成覆盖层，隔绝热源和氧气与聚合物基质间的传递，发挥凝聚相阻燃作用[34,35]，磷系阻燃剂的作用机理如图1.3所示。最新研究表明，磷系阻燃剂还可以与含氮化合物结合在一起，反应生成P-N中间体，P-N阻燃体系协同作用提高聚合物材料的热稳定性。图1.3含P化合物阻燃作用机理Fig.1.3flameretardantmechanismofPcontainingcompounds1.3.1无机磷系阻燃剂及阻燃机理磷系阻燃剂主要包含两大类，可分为无机磷系和有机磷系。无机磷阻燃剂应用范畴最多的是红磷和多聚磷酸胺（APP）。红磷无论是单独使用还是与其他阻燃剂共同作用，对增强材料的热稳定性有积极作用。但是，红磷自身存在着不可避免的缺点，例如：暴露在空气中易潮解、变质；在基体材料中分散性低，容易破坏聚合物的力学性能；并且自身存在颜色，影响聚合物的着色。所以应用红磷的过程中，
【参考文献】：
期刊论文
[1]Non-covalently Functionalized Graphene Oxide-Based Coating to Enhance Thermal Stability and Flame Retardancy of PVA Film[J]. Wenhua Chen,Pengju Liu,Lizhen Min,Yiming Zhou,Yuan Liu,Qi Wang,Wenfeng Duan. Nano-Micro Letters. 2018(03)
本文编号：3622727
【文章来源】：西北师范大学甘肃省
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图1.1双酚A型环氧树脂和双酚F型环氧树脂
CuMoO4）修饰，合成RGO-LDH/CuMoO4阻燃剂，并应用于环氧树脂基材，研究结果表明：复合材料的隔热效果、抑烟能力明显提高，这主要是RGO和LDH的物理屏障作用以及LDH的催化碳化作用。Jiang[32]等以中空结构的SiO2（HM-SiO2），壳聚糖（CS）及磷酸纤维素（PCL）通过层层自组装的方式，形成一种多功能的生物基聚电解质环氧树脂阻燃剂（HM-SiO2@CS@PCL），合成示意图如图1.2所示，在这个过程中，HM-SiO2球充当密封的高压釜式微反应器，CS/PCL能起到催化剂的作用，促进反应的进行，共同作用增强聚合物基质的热稳定性。图1.2HM-SiO2@CS@PCL的合成路线Fig.1.2ThesyntheticrouteofHM-SiO2@CS@PCL1.2.2.3反应型阻燃剂反应型阻燃剂亦可称为本征型阻燃，本征型阻燃是指在合成高分子过程中，通过对合成单体分子的合理设计，或者在聚合物加工成型过程中引入阻燃元素，以此降低聚合物易于燃烧的趋势。相较于传统添加型阻燃剂，反应型阻燃剂有很多突出的优点，例如：耐久性强，分散性好，阻燃效率高等。但是，反应型阻燃剂的合成条件不易把握，经济成本更高，这是从事本征型阻燃剂研究需要克服的难点，本征
第1章绪论5型阻燃将会成为今后阻燃材料发展的主要方向。本征型环氧树脂材料的设计主要包括两方面：一是环氧单体的合成，二是固化剂的调控。无论哪一种设计方法，磷系阻燃剂以其活性基团丰富，易于控制的特点，在本征阻燃领域具有不可替代的地位。1.3磷系阻燃剂概述磷系阻燃剂是继卤系阻燃剂后，涉及应用范畴最广的阻燃剂。其中，红磷、磷化合物、亚磷酸酯和磷酸都是常用阻燃剂[33]。聚合物燃料在燃烧过程中，会释放出H·和OH·自由基，而磷系阻燃剂遇热分解释放含P·自由基，可以捕获OH·自由基降低其浓度，中断自由基的链式反应，抑制热裂解反应的进行，发挥气相阻燃作用；另外磷系阻燃剂可促进成炭，形成覆盖层，隔绝热源和氧气与聚合物基质间的传递，发挥凝聚相阻燃作用[34,35]，磷系阻燃剂的作用机理如图1.3所示。最新研究表明，磷系阻燃剂还可以与含氮化合物结合在一起，反应生成P-N中间体，P-N阻燃体系协同作用提高聚合物材料的热稳定性。图1.3含P化合物阻燃作用机理Fig.1.3flameretardantmechanismofPcontainingcompounds1.3.1无机磷系阻燃剂及阻燃机理磷系阻燃剂主要包含两大类，可分为无机磷系和有机磷系。无机磷阻燃剂应用范畴最多的是红磷和多聚磷酸胺（APP）。红磷无论是单独使用还是与其他阻燃剂共同作用，对增强材料的热稳定性有积极作用。但是，红磷自身存在着不可避免的缺点，例如：暴露在空气中易潮解、变质；在基体材料中分散性低，容易破坏聚合物的力学性能；并且自身存在颜色，影响聚合物的着色。所以应用红磷的过程中，
【参考文献】：
期刊论文
[1]Non-covalently Functionalized Graphene Oxide-Based Coating to Enhance Thermal Stability and Flame Retardancy of PVA Film[J]. Wenhua Chen,Pengju Liu,Lizhen Min,Yiming Zhou,Yuan Liu,Qi Wang,Wenfeng Duan. Nano-Micro Letters. 2018(03)
本文编号：3622727
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