水稻秸秆聚氨酯泡沫的阻燃性能改进
发布时间：2021-01-26 02:28
本文用产自海南的水稻秸秆为原料,用实验室探索出的工艺,制备了水稻秸秆液化物。通过傅立叶变换红外光谱分析表明液化产物是富含羟基的聚醚,可以利用其代替聚醚多元醇,与异氰酸酯反应,制备水稻秸秆基聚氨酯泡沫。以水稻秸秆液化物作为多元醇,使用叔胺类复合催化剂催化,制备了物理发泡聚氨酯泡沫材料（PUF）。使用傅里叶红外光谱仪（FT-IR）表征了水稻秸秆泡沫的化学结构,利用扫描电子显微镜（SEM）观察泡沫的表观形貌进。对不同配方下制备的泡沫性能进行力学性能测试,找到最适合的正戊烷用量、催化剂比例及泡沫稳定剂（B8462）用量。实验结果显示:当催化剂用量2.5%,催化剂比例P5/P8的质量比为4/5,硅油用量为4%时,制得的聚氨酯泡沫力学性能最佳,比拉伸强度为8.07KPam3Kg-1，比压缩强度为4.21KPam3Kg-1。说明水稻秸秆液化物可以作为多元醇生产聚氨酯泡沫的原料。聚氨酯泡沫是一类易燃的高分子材料。一些列磷阻燃剂、三聚氰胺、纳米二氧化钛和微米级高岭土被选为阻燃剂加入到聚氨酯泡沫的配方中,进行阻燃改性实验。结合极限氧指数实验、热重实验、TG-IR分析和燃烧断面图像分析不同阻燃方法的效果,结...
【文章来源】：海南大学海南省 211工程院校
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图３＞８泡孔结构ＳＥＭ照片??
??扫描电镜拍摄的水稻秸秆基聚氨酯泡沫的内部截面形貌如图３－８所示，图３－８（０??的为放大５０倍的泡孔形貌，图３－８（ｂ）中图像放大倍数为１００倍。从图３－８中可以看??出泡沫泡孔呈五边形或六边形，孔壁较厚，可以清晰地看出孔与孔之间的边界，孔??径整体较为均匀，局部会有较小的泡孔集中分布。泡孔大部分为闭孔，有个别开孔，??说明反应过程中凝胶反应速度相对较快，气体产生和进入泡孔的速度低于泡孔闭合??的速度，而且泡孔壁强度足够承受气体压力进行来神并且不会破裂，从而使聚氨酯??泡沫材料的泡孔以闭孔结构为主的。但是在由于反应中各处的热量分布不均，会有??个别地方的正戊烷提前气化或滞后气化，提前气化的会冲破孔壁形成开孔，滞后气??化的地方会因为膨胀程度小而形成小孔。??３．４．２聚氨酯硬泡的红外测试??Ｍ?／?ｆ?ｌｌｆｊ??Ｉ?６。＿?ｆｌ???Ｉ?
４．４．１阻燃剂对水稻秸杆基阻燃性能的影响??有文献报道聚氨酯硬泡的胺酯键于２００￣２５０°Ｃ之间开始分解。纯水稻秸杆基的??ＴＧ曲线如图４－１所示。而水稻秸秆基聚氨酯泡沫的初始分解温度约为２６０°Ｃ，在??２５６°Ｃ之前产生的质量损失主要为聚氨酯当中的结合水。??二Ｉｆ??ｓ：?ｆｄ??Ｑ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?＿１２??０?１００?２００?３００?４００?５００?６００?７００?８００?９００??雛ｒｃ＞??图４＊１纯聚氨酯泡沫的ＴＧ和ＤＴＧ曲线??Ｆｉｇ４－１?ＴＧ?ａｎｄ?ＤＴＧ?ｃｕｒｖｅｓ?ｏｆ?ｐｒｉｓｔｉｎｅ?ｐｏｌｙｕｒｅｔｈｅｎｅ?ｆｏａｍ??聚氨酯的热解过程可以分为三个阶段Ｉ０（Ｋ２００°Ｃ，?２５０？４００°Ｃ和６００？８０ＴＣ。??｜４５］丨０（Ｋ２００°Ｃ之间的失重峰对应的是泡沫中的结合水的挥发；２００？４００°Ｃ之间出现了??两个失重峰，这是因为聚氨酯的热解是分阶段进行的，过程中会产生新的交联结构??并伴有气体的挥发。６００°Ｃ以上的质量损失则是残炭层中不稳的部分的分解。??２００？４００°Ｃ，对应聚氨酯软段的热分解，产生多元醇和异氰酸酯，这一阶段产生??的失重最多，是聚氨酯主要的热解温度段；从ＤＴＧ曲线可以看出该阶段中温度达到??３１０°Ｃ左右时，分解速率最大。当温度高于３７０°Ｃ时，聚氨酯的硬段会降解，开始出??１９??
【参考文献】：
期刊论文
[1]磷硫氮协同阻燃剂在纯棉织物上的应用研究[J]. 张健,赵祥,曲波,吴琦,刘雨桐,李雨诗,刘群. 吉林化工学院学报. 2018(09)
[2]玉米秸秆热解特性及动力学研究[J]. 李保卫,李解,杨仲禹,胡庆成,韩继铖. 太阳能学报. 2017(12)
[3]聚磷酸胺及季戊四醇膨胀型阻燃聚氨酯泡沫的阻燃性能研究[J]. 李双,王荣兴,陈日清,金铁岭,王春鹏. 化工新型材料. 2017(12)
[4]BPS/有机氮磷复合阻燃增强增韧PA66材料的性能[J]. 李辉,王旭华,刘萍,李斌,孙国华,杨春兵. 工程塑料应用. 2017(11)
[5]磷系阻燃剂阻燃PET的研究进展[J]. 闫梦祥,张思源,王总帅,闰明涛. 中国塑料. 2017(10)
[6]水稻秸秆成型燃料热解特性试验研究[J]. 张传佳,李安心,涂德浴. 中国农业科技导报. 2017(07)
[7]复配液化剂对玉米秸秆液化的研究及产物的分析[J]. 蒋齐翻,刘海棠,刘忠,张馨月. 现代化工. 2017(05)
[8]水稻秸秆基聚氨酯泡沫制备工艺改进及性能表征[J]. 付文星,王敦,王万雨,张玉苍. 生物质化学工程. 2017(02)
[9]DAM-DOPO/APP阻燃聚氨酯泡沫塑料的制备与性能研究[J]. 刘娟,闫莉,张琪,桑晓明. 功能材料. 2017(01)
[10]水稻秸秆的热解特性研究[J]. 闫富杰. 低碳世界. 2016(21)
博士论文
[1]硬质聚氨酯泡沫的含磷阻燃体系研究[D]. 杨宏宇.中国科学技术大学 2015
[2]次磷酸铝阻燃协效体系对PA66性能及机理研究[D]. 展召顺.东北林业大学 2015
[3]阻燃型生物质聚氨酯硬质泡沫的制备与性能研究[D]. 张猛.中国林业科学研究院 2014
[4]单组份磷—氮膨胀型阻燃剂的制备及其阻燃硬质聚氨酯泡沫材料的研究[D]. 毋登辉.中北大学 2013
[5]秸秆资源评价与利用研究[D]. 毕于运.中国农业科学院 2010
硕士论文
[1]木质素基超分子组装制备新型吸附剂[D]. 王留洋.北京化工大学 2018
[2]磷—硅协效阻燃聚氨酯泡沫塑料的研究[D]. 刘娟.华北理工大学 2017
[3]新型磷系阻燃硬质聚氨酯泡沫的研究[D]. 贾积恒.河北大学 2016
[4]水稻秸秆液化产物制备聚氨酯泡沫及其改性研究[D]. 王万雨.海南大学 2015
[5]典型建筑有机保温材料热解特性及机理研究[D]. 焦玲玲.中国科学技术大学 2014
[6]膨胀型无卤阻燃ABS复合材料的增韧研究[D]. 刘森.大连工业大学 2009
[7]生物质热解动力学研究[D]. 王新运.安徽理工大学 2006
[8]生物质热解特性及热解动力学研究[D]. 陈森.南京理工大学 2005
本文编号：3000313
【文章来源】：海南大学海南省 211工程院校
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图３＞８泡孔结构ＳＥＭ照片??
??扫描电镜拍摄的水稻秸秆基聚氨酯泡沫的内部截面形貌如图３－８所示，图３－８（０??的为放大５０倍的泡孔形貌，图３－８（ｂ）中图像放大倍数为１００倍。从图３－８中可以看??出泡沫泡孔呈五边形或六边形，孔壁较厚，可以清晰地看出孔与孔之间的边界，孔??径整体较为均匀，局部会有较小的泡孔集中分布。泡孔大部分为闭孔，有个别开孔，??说明反应过程中凝胶反应速度相对较快，气体产生和进入泡孔的速度低于泡孔闭合??的速度，而且泡孔壁强度足够承受气体压力进行来神并且不会破裂，从而使聚氨酯??泡沫材料的泡孔以闭孔结构为主的。但是在由于反应中各处的热量分布不均，会有??个别地方的正戊烷提前气化或滞后气化，提前气化的会冲破孔壁形成开孔，滞后气??化的地方会因为膨胀程度小而形成小孔。??３．４．２聚氨酯硬泡的红外测试??Ｍ?／?ｆ?ｌｌｆｊ??Ｉ?６。＿?ｆｌ???Ｉ?
４．４．１阻燃剂对水稻秸杆基阻燃性能的影响??有文献报道聚氨酯硬泡的胺酯键于２００￣２５０°Ｃ之间开始分解。纯水稻秸杆基的??ＴＧ曲线如图４－１所示。而水稻秸秆基聚氨酯泡沫的初始分解温度约为２６０°Ｃ，在??２５６°Ｃ之前产生的质量损失主要为聚氨酯当中的结合水。??二Ｉｆ??ｓ：?ｆｄ??Ｑ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?＿１２??０?１００?２００?３００?４００?５００?６００?７００?８００?９００??雛ｒｃ＞??图４＊１纯聚氨酯泡沫的ＴＧ和ＤＴＧ曲线??Ｆｉｇ４－１?ＴＧ?ａｎｄ?ＤＴＧ?ｃｕｒｖｅｓ?ｏｆ?ｐｒｉｓｔｉｎｅ?ｐｏｌｙｕｒｅｔｈｅｎｅ?ｆｏａｍ??聚氨酯的热解过程可以分为三个阶段Ｉ０（Ｋ２００°Ｃ，?２５０？４００°Ｃ和６００？８０ＴＣ。??｜４５］丨０（Ｋ２００°Ｃ之间的失重峰对应的是泡沫中的结合水的挥发；２００？４００°Ｃ之间出现了??两个失重峰，这是因为聚氨酯的热解是分阶段进行的，过程中会产生新的交联结构??并伴有气体的挥发。６００°Ｃ以上的质量损失则是残炭层中不稳的部分的分解。??２００？４００°Ｃ，对应聚氨酯软段的热分解，产生多元醇和异氰酸酯，这一阶段产生??的失重最多，是聚氨酯主要的热解温度段；从ＤＴＧ曲线可以看出该阶段中温度达到??３１０°Ｃ左右时，分解速率最大。当温度高于３７０°Ｃ时，聚氨酯的硬段会降解，开始出??１９??
【参考文献】：
期刊论文
[1]磷硫氮协同阻燃剂在纯棉织物上的应用研究[J]. 张健,赵祥,曲波,吴琦,刘雨桐,李雨诗,刘群. 吉林化工学院学报. 2018(09)
[2]玉米秸秆热解特性及动力学研究[J]. 李保卫,李解,杨仲禹,胡庆成,韩继铖. 太阳能学报. 2017(12)
[3]聚磷酸胺及季戊四醇膨胀型阻燃聚氨酯泡沫的阻燃性能研究[J]. 李双,王荣兴,陈日清,金铁岭,王春鹏. 化工新型材料. 2017(12)
[4]BPS/有机氮磷复合阻燃增强增韧PA66材料的性能[J]. 李辉,王旭华,刘萍,李斌,孙国华,杨春兵. 工程塑料应用. 2017(11)
[5]磷系阻燃剂阻燃PET的研究进展[J]. 闫梦祥,张思源,王总帅,闰明涛. 中国塑料. 2017(10)
[6]水稻秸秆成型燃料热解特性试验研究[J]. 张传佳,李安心,涂德浴. 中国农业科技导报. 2017(07)
[7]复配液化剂对玉米秸秆液化的研究及产物的分析[J]. 蒋齐翻,刘海棠,刘忠,张馨月. 现代化工. 2017(05)
[8]水稻秸秆基聚氨酯泡沫制备工艺改进及性能表征[J]. 付文星,王敦,王万雨,张玉苍. 生物质化学工程. 2017(02)
[9]DAM-DOPO/APP阻燃聚氨酯泡沫塑料的制备与性能研究[J]. 刘娟,闫莉,张琪,桑晓明. 功能材料. 2017(01)
[10]水稻秸秆的热解特性研究[J]. 闫富杰. 低碳世界. 2016(21)
博士论文
[1]硬质聚氨酯泡沫的含磷阻燃体系研究[D]. 杨宏宇.中国科学技术大学 2015
[2]次磷酸铝阻燃协效体系对PA66性能及机理研究[D]. 展召顺.东北林业大学 2015
[3]阻燃型生物质聚氨酯硬质泡沫的制备与性能研究[D]. 张猛.中国林业科学研究院 2014
[4]单组份磷—氮膨胀型阻燃剂的制备及其阻燃硬质聚氨酯泡沫材料的研究[D]. 毋登辉.中北大学 2013
[5]秸秆资源评价与利用研究[D]. 毕于运.中国农业科学院 2010
硕士论文
[1]木质素基超分子组装制备新型吸附剂[D]. 王留洋.北京化工大学 2018
[2]磷—硅协效阻燃聚氨酯泡沫塑料的研究[D]. 刘娟.华北理工大学 2017
[3]新型磷系阻燃硬质聚氨酯泡沫的研究[D]. 贾积恒.河北大学 2016
[4]水稻秸秆液化产物制备聚氨酯泡沫及其改性研究[D]. 王万雨.海南大学 2015
[5]典型建筑有机保温材料热解特性及机理研究[D]. 焦玲玲.中国科学技术大学 2014
[6]膨胀型无卤阻燃ABS复合材料的增韧研究[D]. 刘森.大连工业大学 2009
[7]生物质热解动力学研究[D]. 王新运.安徽理工大学 2006
[8]生物质热解特性及热解动力学研究[D]. 陈森.南京理工大学 2005
本文编号：3000313
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/hxgylw/3000313.html
最近更新
教材专著
