超支化三嗪成炭剂与纳米填料协同阻燃聚丙烯的研究

发布时间：2020-04-23 00:10

【摘要】：针对聚丙烯(PP)易燃的问题,本课题设计合成了一种超支化三嗪成炭剂,并采用纳米复合技术,制备系列阻燃PP复合材料,试图利用助剂间协同阻燃作用,探寻解决传统膨胀型阻燃剂(IFR)添加量大和力学恶化的有效途径。本论文主要分为以下部分:(1)通过“一锅煮”的方法合成了乙二胺代超支化三嗪成炭剂HECA,实验数据表明该成炭剂具有良好的的热稳定性和耐水性,阻燃PP复合材料在加量25份(IFR中APP:HECA=3:1)时取得良好的阻燃性能,达到UL-94 V-0级,通过研究阻燃体系的阻燃机理,认为在磷酸的催化作用下,助剂间进一步脱水交联,优异的P、N和C的协同作用,发挥了高效阻燃的效果。(2)通过简单的溶剂热法合成了一种碳基杂化材料MAH-g-CFs,当MAH-g-CFs加量为3 wt%,IFR加量为22 wt%时,PP复合材料达到UL-94 V-0级,复合材料表现出了良好的抑烟性能和成炭能力,分析其阻燃机理,认为磷氮协同作用对阻燃性能的提高起到关键作用,MAH-g-CFs在阻燃体系中充当了物理支撑的角色。与此同时,MAH加入了阻燃体系后,有利于提高助剂间的界面相互作用,提高复合材料力学性能。(3)通过两种合成方式将有机硅引入阻燃体系,研究数据表明有机硅具有优异的协同阻燃效应,能有效降低IFR的加量。实验数据表明,在IFR加量为20 wt%时,复合材料仍能保持良好的阻燃性能。电子扫描显微镜(SEM)等微观测试表明,SiO_2微球在形成膨胀炭层时,充当了填充炭层的角色,起到物理阻隔作用,提高了炭层的质量,从而提高阻燃效率。此外,由SiO_2微球等形成的膨胀炭层延长了烟雾逸出的路径,延缓了可挥发气体的逸出,达到了良好的抑烟效果。
【图文】：

图 1-1. 聚合物的热降解过程[8]Fig.1-1. Thermal degradation process of polymers.合物的阻燃机理剂的作用就是在燃烧过程中抑制或停止聚合物燃烧过程中的引燃、热

2图 1-2. 聚合物阻燃机理示意图Fig.1-2. Illustration of model for flame retardant actions.了化学阻燃作用的基本原理。如图所示，，聚合物燃烧过程和内层聚合物四个区域。其中火焰区被称为气相区，其
【学位授予单位】：广州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TQ325.14

【参考文献】

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本文编号：2637132