离子液改性矿用聚合物的制备及其阻燃性能研究
发布时间：2022-02-12 22:17
研究了四种离子液体对软质聚氨酯（FPUF）复合材料的阻燃性能影响,筛选出效果最佳离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐（IL）。采用该离子液体与硅烷偶联剂改性氧化石墨烯（GO）,成功制备了含磷、氟和硅的离子液改性氧化石墨烯（ILGO）。将其应用在软质聚氨酯（FPUF）、不饱和聚酯树脂（UPR）和环氧树脂（EP）等矿用聚合物材料的阻燃处理中,通过极限氧指数（LOI）、垂直燃烧测试（UL-94）、热重测试（TG）和锥形量热测试（CCT）等测试方法对复合材料的热稳定性、阻燃性能及阻燃机理进行了分析研究。主要内容结论如下:1、四种不同离子液阻燃FPUF的筛选研究。将离子液体（1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑磷酸二乙酯和四丙基胺四氟硼酸盐）加到FPUF阻燃体系中,通过LOI、阻燃效率确定了1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐为效果最优离子液,其LOI为27.5%,EFF为0.54。TG和CCT结果表明含氟磷酸盐型离子液体可以增强材料热稳定性,减少热失重,阻燃效果良好。2、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、X射线衍射（XRD）、透射电镜（TEM...
【文章来源】：华北科技学院河北省
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
石墨烯结构示意图
工程硕士专业学位论文6UPR-APP-EG-ILGO及EP-MPP-ILGO复合材料，并对其进行了热稳定性能和阻燃性能的研究，主要研究内容如下，技术路线如图1-2所示：（1）ILGO的制备将IL与MPP和EG复配使用，选择最优的IL（1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐），以IL、3-氨丙基三乙氧基硅烷（KH550）和GO为原料，制备出含有阻燃元素磷、硅和氟的ILGO，并通过傅里叶变换红外光谱（FTIR）、X射线衍射（XRD）、热重分析（TG）、扫描电镜能谱仪（SEM-EDS）和透射电镜（TEM）等测试方法对其内部结构进行了表征分析。（2）ILGO纳米材料阻燃不同聚合物材料的应用①以APP和EG为主要阻燃剂，以GO和ILGO为协效剂，制备阻燃FPUF复合材料并对其热稳定和阻燃性能进行研究，并分析其阻燃机理。②同样以APP和EG为主要阻燃剂，制备获得阻燃UPR复合材料并对其做阻燃研究，选择出具有良好阻燃协同效应的配比，随后分别将GO和ILGO作为协效剂添加到阻燃UPR中，并对其阻燃性能进行研究，分析其阻燃机理。③以MPP为主要阻燃剂，制备获得阻燃EP复合材料并对其做阻燃性能研究，然后将GO和ILGO作为协效剂添加到阻燃EP材料中，并研究其对EP材料的阻燃性能和热稳定性的影响，分析其阻燃机理。图1-2技术路线图Figure1-2Researchroute
工程硕士专业学位论文10FPUF/MPP/EG/IL的阻燃性能提高。根据国家标准规定，易燃材料的氧指数小于22%，可燃材料的氧指数在22%-27%之间，难燃材料的氧指数则大于27%[70]。所以三种阻燃剂的比例为7.5：7.5：2时，FPUF可达到难燃的标准。表2-4FPUF样品的设计配方Table2-4FormulationofFPUFsamplesNo.聚醚多元醇/g异氰酸酯/gMPP/gEG/gILPF6/gLOI/%171.4328.57---18.4260.7124.297.57.5-25.6360247.57.5126.3459.2923.717.57.5227.5558.5723.437.57.5327.2657.8623.147.57.5427.12.3.2热重分析（TG）图2-1FPUF的TG(a)和DTG(b)分析图Figure2-1TG(a)andDTG(b)curvesofFPUF表2-5FPUF样品的热重数据Table2-5TGTestDataofFPUFsamplesSampleTi/℃Tmax/℃失重速率/%Charyield/%FPUF3133970.4314.04FPUF/MPP/EG3344090.3817.14FPUF/MPP/EG/IL3123960.3522.39进行热重分析（TG）以评估阻燃FPUF的热稳定性和炭化能力。纯FPUF、FPUF/MPP/EG和FPUF/MPP/EG/IL在空气气氛下的热重分析和微分重量曲线如图2-1所示，表2-5总计了相应的参数，例如10％重量损失的温度（Ti）、最大降解速率下的温度（Tmax）以及800°C时的焦炭残余率。从图2-1(b)可以明显看到FPUF的热分解有两个阶段，因此在300-450°C范围内有两个DTG峰。第一
【参考文献】：
期刊论文
[1]含磷阻燃剂在环氧树脂中的应用[J]. 朱继伟,胡泊,武保林,赵腾龙. 塑料科技. 2019(02)
[2]1-芘丁酸改性石墨烯片对环氧树脂阻燃性能的影响[J]. 严伟,李乾波,杨春林,王番,谭廷艳,何江. 塑料科技. 2018(10)
[3]阻燃高分子材料的研究进展及其在工程领域的应用[J]. 宋莉,贾振福. 合成树脂及塑料. 2018(05)
[4]空心玻璃微珠与咪唑型离子液体组合阻燃热塑性聚氨酯弹性体[J]. 王洪志,焦传梅. 青岛科技大学学报(自然科学版). 2018(04)
[5]联型离子液体的制备及其纤维素的降解性能的研究[J]. 吴廷华,赵鹏,吴瑛. 广东化工. 2018(11)
[6]两种DOPO阻燃环氧树脂固化剂的室温合成及性能[J]. 谢聪,周文蓉,张光学. 科学技术与工程. 2018(16)
[7]煤矿安全生产现状分析及改善措施[J]. 张业. 科学技术创新. 2018(13)
[8]A Review Featuring Fabrication, Properties and Applications of Carbon Nanotubes（CNTs） Reinforced Polymer and Epoxy Nanocomposites[J]. Sobia Imtiaz,Muhammad Siddiq,Ayesha Kausar,Sedra Tul Muntha,Jaweria Ambreen,Iram Bibi. Chinese Journal of Polymer Science. 2018(04)
[9]活化碳球的制备及其在聚磷酸铵阻燃环氧树脂中的应用[J]. 张梦娇,屈玉含,申少刚,张桓荣,屈红强,徐建中. 中国塑料. 2017(09)
[10]聚氨酯泡沫阻燃技术的研究进展[J]. 王方超,魏徵,王源升. 合成树脂及塑料. 2017(02)
硕士论文
[1]纯超高分子量聚乙烯（UHMWPE）二次成型机理及制品性能的研究[D]. 王兴隆.武汉工程大学 2014
本文编号：3622484
【文章来源】：华北科技学院河北省
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【学位级别】：硕士
【部分图文】：
石墨烯结构示意图
工程硕士专业学位论文6UPR-APP-EG-ILGO及EP-MPP-ILGO复合材料，并对其进行了热稳定性能和阻燃性能的研究，主要研究内容如下，技术路线如图1-2所示：（1）ILGO的制备将IL与MPP和EG复配使用，选择最优的IL（1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐），以IL、3-氨丙基三乙氧基硅烷（KH550）和GO为原料，制备出含有阻燃元素磷、硅和氟的ILGO，并通过傅里叶变换红外光谱（FTIR）、X射线衍射（XRD）、热重分析（TG）、扫描电镜能谱仪（SEM-EDS）和透射电镜（TEM）等测试方法对其内部结构进行了表征分析。（2）ILGO纳米材料阻燃不同聚合物材料的应用①以APP和EG为主要阻燃剂，以GO和ILGO为协效剂，制备阻燃FPUF复合材料并对其热稳定和阻燃性能进行研究，并分析其阻燃机理。②同样以APP和EG为主要阻燃剂，制备获得阻燃UPR复合材料并对其做阻燃研究，选择出具有良好阻燃协同效应的配比，随后分别将GO和ILGO作为协效剂添加到阻燃UPR中，并对其阻燃性能进行研究，分析其阻燃机理。③以MPP为主要阻燃剂，制备获得阻燃EP复合材料并对其做阻燃性能研究，然后将GO和ILGO作为协效剂添加到阻燃EP材料中，并研究其对EP材料的阻燃性能和热稳定性的影响，分析其阻燃机理。图1-2技术路线图Figure1-2Researchroute
工程硕士专业学位论文10FPUF/MPP/EG/IL的阻燃性能提高。根据国家标准规定，易燃材料的氧指数小于22%，可燃材料的氧指数在22%-27%之间，难燃材料的氧指数则大于27%[70]。所以三种阻燃剂的比例为7.5：7.5：2时，FPUF可达到难燃的标准。表2-4FPUF样品的设计配方Table2-4FormulationofFPUFsamplesNo.聚醚多元醇/g异氰酸酯/gMPP/gEG/gILPF6/gLOI/%171.4328.57---18.4260.7124.297.57.5-25.6360247.57.5126.3459.2923.717.57.5227.5558.5723.437.57.5327.2657.8623.147.57.5427.12.3.2热重分析（TG）图2-1FPUF的TG(a)和DTG(b)分析图Figure2-1TG(a)andDTG(b)curvesofFPUF表2-5FPUF样品的热重数据Table2-5TGTestDataofFPUFsamplesSampleTi/℃Tmax/℃失重速率/%Charyield/%FPUF3133970.4314.04FPUF/MPP/EG3344090.3817.14FPUF/MPP/EG/IL3123960.3522.39进行热重分析（TG）以评估阻燃FPUF的热稳定性和炭化能力。纯FPUF、FPUF/MPP/EG和FPUF/MPP/EG/IL在空气气氛下的热重分析和微分重量曲线如图2-1所示，表2-5总计了相应的参数，例如10％重量损失的温度（Ti）、最大降解速率下的温度（Tmax）以及800°C时的焦炭残余率。从图2-1(b)可以明显看到FPUF的热分解有两个阶段，因此在300-450°C范围内有两个DTG峰。第一
【参考文献】：
期刊论文
[1]含磷阻燃剂在环氧树脂中的应用[J]. 朱继伟,胡泊,武保林,赵腾龙. 塑料科技. 2019(02)
[2]1-芘丁酸改性石墨烯片对环氧树脂阻燃性能的影响[J]. 严伟,李乾波,杨春林,王番,谭廷艳,何江. 塑料科技. 2018(10)
[3]阻燃高分子材料的研究进展及其在工程领域的应用[J]. 宋莉,贾振福. 合成树脂及塑料. 2018(05)
[4]空心玻璃微珠与咪唑型离子液体组合阻燃热塑性聚氨酯弹性体[J]. 王洪志,焦传梅. 青岛科技大学学报(自然科学版). 2018(04)
[5]联型离子液体的制备及其纤维素的降解性能的研究[J]. 吴廷华,赵鹏,吴瑛. 广东化工. 2018(11)
[6]两种DOPO阻燃环氧树脂固化剂的室温合成及性能[J]. 谢聪,周文蓉,张光学. 科学技术与工程. 2018(16)
[7]煤矿安全生产现状分析及改善措施[J]. 张业. 科学技术创新. 2018(13)
[8]A Review Featuring Fabrication, Properties and Applications of Carbon Nanotubes（CNTs） Reinforced Polymer and Epoxy Nanocomposites[J]. Sobia Imtiaz,Muhammad Siddiq,Ayesha Kausar,Sedra Tul Muntha,Jaweria Ambreen,Iram Bibi. Chinese Journal of Polymer Science. 2018(04)
[9]活化碳球的制备及其在聚磷酸铵阻燃环氧树脂中的应用[J]. 张梦娇,屈玉含,申少刚,张桓荣,屈红强,徐建中. 中国塑料. 2017(09)
[10]聚氨酯泡沫阻燃技术的研究进展[J]. 王方超,魏徵,王源升. 合成树脂及塑料. 2017(02)
硕士论文
[1]纯超高分子量聚乙烯（UHMWPE）二次成型机理及制品性能的研究[D]. 王兴隆.武汉工程大学 2014
本文编号：3622484
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