Ni-Mo-Mg/炭黑复合催化体系对聚丙烯的碳化性能及应用

发布时间：2021-05-25 12:08

　　在高分子参与的化学反应中,实现高分子结构裂解炭化近些年已引起了人们的高度重视。因为使高分子裂解成炭可有效提高高分子材料的阻燃性能；另外使高分子材料转化为先进碳纳米材料可成为废旧塑料合理回收的有效手段。本论文主要采取Ni-Mo-Mg三金属催化剂与纳米级炭黑复配的方法,研究复合催化剂对聚丙烯碳化性能。首先通过不同研究手段研究复合催化剂对聚丙烯的阻燃性能。同时通过改善裂解条件研究如何原位碳化聚丙烯合成碳纳米管材料。通过锥形量热仪和极限氧指数研究复合催化剂对聚丙烯的阻燃性能。发现当Ni-Mo-Mg催化剂和炭黑的添加量均为5 wt%时,聚丙烯/Ni-Mo-Mg/炭黑复合材料的碳化性能和阻燃性能达到最佳,此时热释放速率峰值降到最低,氧指数达到26.1%。纳米炭黑对聚丙烯碳化的进一步促进主要归因于与Ni-Mo-Mg催化剂的协同作用。在750℃C和550℃不同温度下裂解时,PP/5%Ni-Mo-Mg/5%炭黑复合材料的炭产率分别达到聚丙烯的56%和37.1%。通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜对炭结构进行表征,发现炭黑能够交联碳纳米管形成整体碳层结构。可能的机理为炭黑的无定形碳结构可有效捕捉聚烯烃裂解... 

【文章来源】：东北林业大学黑龙江省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：51 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 聚丙烯的结构性能及其应用
        1.1.1 聚丙烯的结构性能
        1.1.2 聚丙烯的应用现状及阻燃意义
    1.2 聚丙烯的燃烧过程及阻燃机理
        1.2.1 聚丙烯的燃烧过程概述
        1.2.2 聚烯烃阻燃机理概述
    1.3 聚丙烯常用阻燃剂及其发展方向
        1.3.1 聚丙烯常用阻燃剂
        1.3.2 聚丙烯阻燃的发展方向
    1.4 废聚丙烯回收利用概述
        1.4.1 废旧聚丙烯的简单再利用
        1.4.2 废旧聚丙烯的改性再利用
        1.4.3 废旧聚丙烯的热降解
        1.4.4 废旧聚丙烯的焚烧
    1.5 本课题的研究意义及内容
        1.5.1 研究意义
        1.5.2 研究内容
2 Ni-Mo-Mg/炭黑复合催化体系对聚丙烯的碳化阻燃性能研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验药品及仪器
        2.2.2 样品的制备
        2.2.3 PP/Ni-Mo-Mg/炭黑复合材料的分析测试
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 750℃下炭黑的添加对PP/Ni-Mo-Mg复合材料成炭率及残炭结构的影响
        2.3.2 PP/5%Ni-Mo-Mg/5%炭黑复合材料锥形量热分析
        2.3.3 不同温度下炭黑的添加量对PP/5% Ni-Mo-Mg复合材料成炭率及残炭结构的影响
        2.3.4 PP/Ni-Mo-Mg/炭黑复合材料LOI和垂直燃烧性能的研究
    2.4 炭黑与CNTs结合生成炭保护层的机制研究
    2.5 本章小结
3 Ni-Mo-Mg/炭黑复合催化体系碳化聚丙烯制备碳纳米管的研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验药品及仪器
        3.2.2 样品的制备
        3.2.3 碳纳米管的表征
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 碳纳米管的XRD分析
        3.3.2 碳纳米管的红外光谱分析
        3.3.3 碳纳米管的微观结构分析
        3.3.4 碳纳米管的拉曼谱图分析
        3.3.5 碳纳米管的热重分析
    3.4 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]废旧医用聚丙烯高分子材料输液瓶的回收与利用研究进展[J]. 周国永,曾一文,汤泉,韦忠仪.  应用化工. 2015(11)
[2]我国聚丙烯的生产消费现状及发展前景[J]. 谭捷.  化学工业. 2015(09)
[3]2014年我国聚丙烯生产现状与2015年展望[J]. 葛骞,左琳,石媛媛,徐双,郭奇.  当代化工. 2015(05)
[4]废旧塑料再生造粒工艺浅析[J]. 黄兴元,乐建晶,柳和生,熊鹏.  工程塑料应用. 2015(04)
[5]废旧聚丙烯材料回收再利用技术的发展现状及前景[J]. 张振文,黄涛,王兴平,张思灯,朱美芳.  纺织导报. 2014(07)
[6]电气火灾统计分析研究[J]. 雷瑞军,马玄.  武警学院学报. 2014(06)
[7]国内聚丙烯树脂的产需现状及发展前景[J]. 钟向宏.  石油化工技术与经济. 2014(01)
[8]SYNTHESIS OF A SILICON-CONTAINING FLAME RETARDANT AND ITS SYNERGISTIC EFFECT WITH POTASSIUM-4-（PHENYLSULFONYL）BENZENESULFONATE（KSS） IN POLYCARBONATE（PC）[J]. Dan-dan Yuan,Xu-fu Cai.  Chinese Journal of Polymer Science. 2013(10)
[9]聚烯烃材料的研究开发进展[J]. 乔金樑.  中国材料进展. 2012(02)
[10]卤系阻燃剂的研究进展[J]. 唐若谷,黄兆阁.  科技通报. 2012(01)

硕士论文
[1]聚丙烯改性研究[D]. 周治国.浙江工业大学 2003



本文编号：3205316