功能化碳球设计、构筑及其在阻燃TPU中的应用研究

发布时间：2022-10-09 13:04

　　本文采用水热法以葡萄糖为原料合成了碳微球（CMSs）和功能化碳球CMSs-Fe、CMSs-Cu、CMSs-Zn、CMSs-Y,并将它们通过溶液共混法与TPU混合制成TPU/碳微球、TPU/功能化碳球母粒。TPU/碳微球、TPU/功能化碳球母粒与聚磷酸铵（APP）复配作为阻燃剂通过熔融共混法与TPU混合得到阻燃TPU复合材料。通过锥形量热仪（CCT）、热重分析（TGA）热重红外联用（TG-IR）对复合材料的阻燃抑烟性能及热稳定性进行测定,通过SEM、EDS、拉曼光谱等对CCT测试的炭渣进行表征。CCT结果表明在TPU/APP/CMSs体系中:与纯TPU相比,CMSs0.25的峰值热释放速率（pHRR）降低了71.3%,峰值烟释放速率（pSPR）降低了63.4%,。而在TPU/APP/CMSs-Fe,TPU/APP/CMSs-Cu,TPU/APP/CMSs-Zn,TPU/APP/CMSs-Y体系中,功能化碳球均呈现出出色的阻燃抑烟效果。与纯TPU相比相比:CMSs-Fe0.25的pHRR降低了70.4%,总热释放速率（THR）降低了52.3%,总烟释放速率（TSR）降低了45.5%;CMS... 

【文章页数】：99 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 碳微球(CMSs)的应用研究进展
        1.1.1 碳微球简介
        1.1.2 碳微球制备方法
        1.1.3 碳微球的阻燃应用研究
    1.2 阻燃TPU研究进展
        1.2.1 TPU简介
        1.2.2 阻燃TPU研究进展
    1.3 聚磷酸铵(APP)阻燃研究进展
    1.4 本文的研究思路与内容
第二章 实验部分
    2.1 实验材料
    2.2 样品制备
        2.2.1 水热法制备纳米碳球
        2.2.2 制备功能化碳球
        2.2.3 制备TPU/碳球、TPU/功能化碳球母粒
        2.2.4 制备阻燃TPU复合材料
    2.3 样品表征及测试
        2.3.1 扫描电镜-X射线能谱仪联用(SEM-EDS)
        2.3.2 X射线光电子能谱仪(XPS)
        2.3.3 锥形量热仪(CCT)
        2.3.4 热重分析仪(TGA)
        2.3.5 傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)
        2.3.6 拉曼光谱仪(laman)
第三章 功能化碳球协效聚磷酸铵阻燃TPU的性能研究
    3.1 引言
    3.2 CMSs协效聚磷酸铵对TPU阻燃剂抑烟性能的影响
        3.2.1 CMSs的表征
        3.2.2 锥形量热仪测试
        3.2.3 热重分析
        3.2.4 热重-红外分析
        3.2.5 炭渣分析
        3.2.6 小结
    3.3 CMSs-Fe协效聚磷酸铵对TPU阻燃剂抑烟性能的影响
        3.3.1 CMSs-Fe的表征
        3.3.2 锥形量热仪测试
        3.3.3 热重分析
        3.3.4 热重-红外分析
        3.3.5 炭渣分析
        3.3.6 小结
    3.4 CMSs-Cu协效聚磷酸铵对TPU阻燃剂抑烟性能的影响
        3.4.1 CMSs-Cu的表征
        3.4.2 锥形量热仪测试
        3.4.3 热重分析
        3.4.4 热重-红外分析
        3.4.5 炭渣分析
        3.4.6 小结
    3.5 CMSs-Zn协效聚磷酸铵对TPU阻燃剂抑烟性能的影响
        3.5.1 CMSs-Zn的表征
        3.5.2 锥形量热仪测试
        3.5.3 热重分析
        3.5.4 热重-红外分析
        3.5.5 炭渣分析
        3.5.6 小结
    3.6 CMSs-Y协效聚磷酸铵对TPU阻燃剂抑烟性能的影响
        3.6.1 CMSs-Y的表征
        3.6.2 锥形量热仪测试
        3.6.3 热重分析
        3.6.4 热重-红外分析
        3.6.5 炭渣分析
        3.6.6 小结
    3.7 不同的功能化碳球协效聚磷酸铵对阻燃TPU性能的影响比较及机理讨论
        3.7.1 锥形量热仪测试
        3.7.2 阻燃机理讨论
        3.7.3 力学性能
        3.7.4 小结
第四章 结论与展望
    4.1 全文结论
    4.2 展望
参考文献
致谢
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【参考文献】：
期刊论文
[1]碳微球的制备及应用研究进展[J]. 许可,曾丹林.  应用化工. 2018(11)
[2]含磷阻燃剂阻燃聚氨酯的研究进展[J]. 李琳珊,陈雅君,鞠蕊,钱立军.  塑料. 2018(03)
[3]纳米阻燃高分子材料研究进展[J]. 石小卫,王新龙.  塑料助剂. 2018(01)
[4]CMSs/PP复合阻燃材料的制备及其性能研究[J]. 白洁,薛宝霞,李京京,杨雅茹,宋英豪,彭云,牛梅.  塑料工业. 2017(06)
[5]纳米碳材料在聚合物阻燃中的应用研究进展[J]. 毕波,王学宝.  材料工程. 2017(05)
[6]硅胶低聚物阻燃热塑性聚氨酯弹性体的研究[J]. 王洪志,焦传梅.  青岛科技大学学报(自然科学版). 2017(01)
[7]聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料阻燃性研究进展[J]. 陈阁谷,关莹,亓宪明,彭锋,姚春丽,孙润仓.  材料工程. 2015(08)
[8]热塑性聚氨酯弹性体（TPU）研究及应用[J]. 杨文会,覃新林.  塑料制造. 2015(07)
[9]碳微球的研究进展[J]. 朱秋荣,侯文生,史晟,张永芳,牛梅,牛振怀.  化工进展. 2014(07)
[10]新型纳米碳材料的应用新进展[J]. 李亚男,何文军,杨为民.  化工新型材料. 2014(03)



本文编号：3688687