赤泥基功能化水滑石/聚氨酯高效无卤阻燃复合材料制备的关键技术研究

发布时间：2022-10-22 18:56

　　由于其高度灵活的化学组成,热塑性聚氨酯（TPU）已经成为最有商用价值的聚合物之一,广泛应用于人们的工业生产和日常生活中。但是与其它高分子聚合物材料相同,TPU的阻燃性能较差,遇火或者高温下极易燃烧。因此,开发一种新型的阻燃TPU材料将成为今后研究的重点。为解决上述问题,本文使用共沉淀法合成了赤泥基水滑石（LRM）、双（4-硝基苯）磷酸酯改性赤泥基水滑石（BRL）、磷酸二氢铵改性赤泥基水滑石（PRL）、钇基水滑石（LYH）以及氧化石墨烯改性钇基水滑石（GO-LYH）。通过X射线衍射光谱（XRD）、傅立叶变换红外光谱（FTIR）、核磁共振光谱（NMR）、透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）和能谱（EDS）对材料的结构和形貌进行了表征。使用熔融共混法制备了LRM/TPU、BRL/TPU、PRL/TPU、LYH/TPU和GO-LYH/TPU复合材料。利用锥形量热仪（CCT）、烟密度测试仪（SDT）和热重分析仪（TGA）对TPU复合材料的阻燃性能、抑烟性能和热稳定性进行了评估。XRD、FTIR以及NMR结果证明所合成的各类水滑石样品均具有良好的晶型结构以及正确的官能团种类。TEM和... 

【文章页数】：94 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
第一章 文献综述
    1.1 热塑性聚氨酯(TPU)
        1.1.1 热塑性聚氨酯的结构与性质
        1.1.2 热塑性聚氨酯的应用
        1.1.3 TPU的热降解机理
        1.1.4 TPU的阻燃现状
    1.2 赤泥(Red mud)
        1.2.1 赤泥的来源与组成
        1.2.2 赤泥对环境的危害
        1.2.3 赤泥综合利用现状
    1.3 常用阻燃剂及其分类
        1.3.1 卤素阻燃剂
        1.3.2 磷系阻燃剂
        1.3.3 氮系阻燃剂
        1.3.4 金属氢氧化物(MH)阻燃剂
    1.4 层状双金属氢氧化物(LDH)
        1.4.1 LDH的结构与性质
        1.4.2 LDH的合成方法
        1.4.3 LDH在阻燃材料方面的应用
    1.5 课题研究内容和意义
        1.5.1 研究内容
        1.5.2 研究意义
第二章 双(4-硝基苯)磷酸酯改性赤泥基水滑石(BRL)的制备及其阻燃TPU的研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验材料
        2.2.2 实验仪器
        2.2.3 实验样品的制备
        2.2.4 材料的表征
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 ICP-MS结果分析
        2.3.2 XRD结果分析
        2.3.3 FTIR结果分析
        2.3.4 ~(31)P NMR与 EDS结果分析
        2.3.5 TEM结果分析
        2.3.6 CCT结果分析
        2.3.7 炭渣分析
        2.3.8 SDT结果分析
        2.3.9 TGA结果分析
    2.4 本章小结
第三章 磷酸二氢铵改性赤泥基水滑石(PRL)的制备及其阻燃TPU的研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验材料
        3.2.2 实验仪器
        3.2.3 实验样品的制备
        3.2.4 材料的表征
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 XRD结果分析
        3.3.2 FTIR结果分析
        3.3.3 ~(31)P NMR与 EDS分析结果
        3.3.4 TEM分析结果
        3.3.5 CCT测试结果
        3.3.6 炭渣分析
        3.3.7 SDT测试结果
        3.3.8 TGA结果分析
        3.3.9 阻燃抑烟机理
    3.4 本章小结
第四章 氧化石墨烯改性钇基水滑石(GO-LYH)的制备及其阻燃TPU的研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验材料
        4.2.2 实验仪器
        4.2.3 实验样品的制备
        4.2.4 材料的表征
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 XRD结果分析
        4.3.2 FTIR结果分析
        4.3.3 TEM结果分析
        4.3.4 SEM结果分析
        4.3.5 CCT结果分析
        4.3.6 LOI结果分析
        4.3.7 TGA结果分析
        4.3.8 炭渣分析
        4.3.9 SDT结果分析
    4.4 本章小结
结论
参考文献
附录
致谢
攻读学位期间发表的学术论文目录


【参考文献】：
期刊论文
[1]微量纳米氧化钇对激光熔覆法制备的17Cr2NiSi铁合金涂层耐磨耐热氧化性能的影响[J]. 刘小鱼,隋意,岳俊宇,孙晓华,李磊,刘常升.  稀土. 2020(05)
[2]影响热塑性聚氨酯弹性体性能的因素[J]. 魏健,于向伟,孙浩,刘锦春.  弹性体. 2019(05)
[3]杂化三聚氰胺聚磷酸盐的合成及其在聚酰胺6中的阻燃应用[J]. 郭承鑫,秦铭骏,翟一霖,王朝生,彭志宏.  中国塑料. 2019(08)
[4]甲基乙烯基硅橡胶/六苯氧基环三磷腈/三聚氰胺阻燃复合材料的制备与性能[J]. 齐佳佳,文庆珍,朱金华,张铁,潘越.  合成橡胶工业. 2019(03)
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[7]溴系阻燃剂对ABS阻燃及力学性能的影响[J]. 亓文丽,罗鹏飞,曹玉娟,严园,郁浩,唐龙祥.  弹性体. 2019(01)
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[9]表面改性赤泥协同阻燃聚丙烯的研究[J]. 吕艳,宋剑峰,梁小良,王雨红,粟海锋.  广西大学学报(自然科学版). 2018(02)
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硕士论文
[1]共沉淀法制备赤泥基水滑石及其EVA复合材料的界面特性、阻燃与力学性能研究[D]. 孔祥文.青岛科技大学 2016
[2]热塑性聚氨酯弹性体的阻燃及抑烟研究[D]. 姜玉峰.青岛科技大学 2014
[3]层状结构阴离子型选择性红外吸收材料制备与性能研究[D]. 谢晖.北京化工大学 2000



本文编号：3696681