膨胀阻燃低密度聚乙烯的制备及其燃烧特性研究
发布时间：2021-06-14 05:48
低密度聚乙烯（LDPE）有着优良的性能和广泛的用途,但是其极易燃烧,且燃烧后释放出大量的热,这个缺陷严重限制了LDPE材料的应用范围,所以有必要对LDPE进行阻燃处理,以提升其在实际应用中的火灾安全性。本文在充分分析LDPE阻燃技术的基础上,采用两种膨胀型阻燃体系对LDPE进行阻燃处理。主要研究工作如下:1.采用凝胶-溶胶法制备微胶囊包裹聚磷酸铵（MCAPP）,并与三（2-羟乙基）异氰尿酸酯（THEIC）复配组成膨胀型阻燃剂用于阻燃LDPE,制备新型膨胀阻燃LDPE复合材料。研究结果表明:在LDPE基体中添加质量分数为30%的膨胀阻燃剂,当MCAPP与THEIC的添加比为2:1时,LDPE/MCAPP/THEIC复合材料的阻燃性能最佳,氧指数达到最大值33.2%,且能够顺利通过UL-94 V-0级别垂直燃烧测试;LDPE/MCAPP/THEIC复合材料在高温阶段有着比纯LDPE更高的热稳定性和质量保留率,前者在450℃的质量保留率可以高达65.4%,远高于后者（7.7%）;同时在MCAPP/THEIC为2:1时,LDPE/MCAPP/THEIC复合材料的拉伸力学性能达到最佳;MCAPP...
【文章来源】：安徽理工大学安徽省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
SPEPO的合成步骤
图 1.2 Trimer 的合成步骤Figure 1.2 Synthesis route of TrimerAPP 作为 IFR 体系中传统的酸源（可同时充当气源），具有很好的阻燃效果但是 APP 极性很强，导致其与聚烯烃等非极性基体的相容性不好，而且受到工和设备等生产条件的限制（主要是国内），目前批量生产的 APP 聚合度不高，粒径过大，更加恶化了 APP 与 LDPE 等聚合物基体之间的相容性，使得阻燃复材料不能完全达到力学性能的要求。为提高 APP 在实际使用中的综合性能，通需要先对其进行表面改性处理，再将其应用到 LDPE 等聚烯烃的阻燃中。Liao 等[53]用成炭性良好的无水哌嗪改性 APP，制得集酸源、气源和炭源三分于一体的单质型 IFR——PA-APP，并将其用于阻燃 LDPE。对 LDPE/PA-AP体系的阻燃性能研究表明，在合适的哌嗪改性剂量下（炭源占比 7%），阻燃 LDP材料能达到最佳的阻燃性能，氧指数最高可达到 33%，并能通过 UL-94 V-0 级燃烧测试。PA-APP 改善了 IFR 中酸源、炭源及气源三种组分的比例，是一种
图 1.3 PA-APP 结构随着 PA 增加的变化图Figure 1.3 Structural change of PA-APP with increasing PAcontentNi 等[54]用原位聚合形成聚氨酯（PU）的方法来微胶囊改性 APP，制得 P包裹的 APP——PUAPP，其中 PU 由 2,4-甲苯二异氰酸酯（TDI）和 PER 发生聚反应制得，可提供充足的炭源。实验分析发现，经过微胶囊化改性后，APP 不同温度水中的溶解度均降低 80%以上，表现出良好的耐水性能；阻燃性能测也表明，PUAPP 阻燃的聚合物材料表现出更好的阻燃性能和更低的火灾危险性PU 树脂的合成路线如图 1.4 所示：
【参考文献】：
期刊论文
[1]膨胀阻燃线型低密度聚乙烯阻燃性能的研究[J]. 李胜,王晶,王文博,徐博,杨艳晶,谭蕾,张惠. 塑料科技. 2017(06)
[2]An Efficient Halogen-free Flame Retardant for Polyethylene:Piperazine-modified Ammonium Polyphosphates with Different Structures[J]. Shi-fu Liao,邓聪,Sheng-chao Huang,Jing-yu Cao,王玉忠. Chinese Journal of Polymer Science. 2016(11)
[3]二溴新戊二醇在膨胀型阻燃PE-LLD中的作用[J]. 王献玲,马志领,宋洪赞. 中国塑料. 2015(12)
[4]大分子磷-氮阻燃剂的合成及其在PE中的应用[J]. 赵巍,王晓霖,薛倩,奚旺. 塑料. 2015(04)
[5]膨胀型阻燃剂/聚乙烯的制备与性能研究[J]. 李佳,郑卫,潘萍,孙晓君,王钦,梅红,许先华. 化学与黏合. 2014(05)
[6]改性微晶纤维素/线性低密度聚乙烯复合材料的流变性能[J]. 宋洪赞,罗志强,秦维超,仵利存,高俊刚. 高分子材料科学与工程. 2014(05)
[7]有机硅和EVA对阻燃聚乙烯体系的影响[J]. 吴洁,李建新. 消防科学与技术. 2011(02)
[8]聚磷酸三聚氰胺/有机蒙脱土阻燃改性LDPE[J]. 丁慧晶,黄国波,闫华,夏崇超. 现代塑料加工应用. 2010(05)
[9]含硅阻燃剂与膨胀型阻燃剂的协同阻燃性[J]. 何继辉,赵建青. 高分子材料科学与工程. 2010(03)
[10]茂金属聚乙烯的阻燃改性研究[J]. 孙建忠,汪济奎,王耀先,程树军. 塑料. 2009(03)
博士论文
[1]核—壳协同微胶囊化膨胀型阻燃剂的制备及其交联阻燃乙烯—醋酸乙烯酯共聚物性能的研究[D]. 汪碧波.中国科学技术大学 2012
[2]聚丙烯阻燃协效、成炭机理和新型膨胀阻燃体系的研究[D]. 聂士斌.中国科学技术大学 2010
[3]膨胀阻燃和硅烷接枝交联聚丙烯及其三元乙丙橡胶材料的制备和性能研究[D]. 周顺.中国科学技术大学 2009
硕士论文
[1]聚丙烯/多面体低聚倍半硅氧烷复合材料的制备及性能研究[D]. 周灿.安徽理工大学 2017
[2]膨胀阻燃聚乙烯[D]. 陈晓平.北京化工大学 2010
本文编号：3229194
【文章来源】：安徽理工大学安徽省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
SPEPO的合成步骤
图 1.2 Trimer 的合成步骤Figure 1.2 Synthesis route of TrimerAPP 作为 IFR 体系中传统的酸源（可同时充当气源），具有很好的阻燃效果但是 APP 极性很强，导致其与聚烯烃等非极性基体的相容性不好，而且受到工和设备等生产条件的限制（主要是国内），目前批量生产的 APP 聚合度不高，粒径过大，更加恶化了 APP 与 LDPE 等聚合物基体之间的相容性，使得阻燃复材料不能完全达到力学性能的要求。为提高 APP 在实际使用中的综合性能，通需要先对其进行表面改性处理，再将其应用到 LDPE 等聚烯烃的阻燃中。Liao 等[53]用成炭性良好的无水哌嗪改性 APP，制得集酸源、气源和炭源三分于一体的单质型 IFR——PA-APP，并将其用于阻燃 LDPE。对 LDPE/PA-AP体系的阻燃性能研究表明，在合适的哌嗪改性剂量下（炭源占比 7%），阻燃 LDP材料能达到最佳的阻燃性能，氧指数最高可达到 33%，并能通过 UL-94 V-0 级燃烧测试。PA-APP 改善了 IFR 中酸源、炭源及气源三种组分的比例，是一种
图 1.3 PA-APP 结构随着 PA 增加的变化图Figure 1.3 Structural change of PA-APP with increasing PAcontentNi 等[54]用原位聚合形成聚氨酯（PU）的方法来微胶囊改性 APP，制得 P包裹的 APP——PUAPP，其中 PU 由 2,4-甲苯二异氰酸酯（TDI）和 PER 发生聚反应制得，可提供充足的炭源。实验分析发现，经过微胶囊化改性后，APP 不同温度水中的溶解度均降低 80%以上，表现出良好的耐水性能；阻燃性能测也表明，PUAPP 阻燃的聚合物材料表现出更好的阻燃性能和更低的火灾危险性PU 树脂的合成路线如图 1.4 所示：
【参考文献】：
期刊论文
[1]膨胀阻燃线型低密度聚乙烯阻燃性能的研究[J]. 李胜,王晶,王文博,徐博,杨艳晶,谭蕾,张惠. 塑料科技. 2017(06)
[2]An Efficient Halogen-free Flame Retardant for Polyethylene:Piperazine-modified Ammonium Polyphosphates with Different Structures[J]. Shi-fu Liao,邓聪,Sheng-chao Huang,Jing-yu Cao,王玉忠. Chinese Journal of Polymer Science. 2016(11)
[3]二溴新戊二醇在膨胀型阻燃PE-LLD中的作用[J]. 王献玲,马志领,宋洪赞. 中国塑料. 2015(12)
[4]大分子磷-氮阻燃剂的合成及其在PE中的应用[J]. 赵巍,王晓霖,薛倩,奚旺. 塑料. 2015(04)
[5]膨胀型阻燃剂/聚乙烯的制备与性能研究[J]. 李佳,郑卫,潘萍,孙晓君,王钦,梅红,许先华. 化学与黏合. 2014(05)
[6]改性微晶纤维素/线性低密度聚乙烯复合材料的流变性能[J]. 宋洪赞,罗志强,秦维超,仵利存,高俊刚. 高分子材料科学与工程. 2014(05)
[7]有机硅和EVA对阻燃聚乙烯体系的影响[J]. 吴洁,李建新. 消防科学与技术. 2011(02)
[8]聚磷酸三聚氰胺/有机蒙脱土阻燃改性LDPE[J]. 丁慧晶,黄国波,闫华,夏崇超. 现代塑料加工应用. 2010(05)
[9]含硅阻燃剂与膨胀型阻燃剂的协同阻燃性[J]. 何继辉,赵建青. 高分子材料科学与工程. 2010(03)
[10]茂金属聚乙烯的阻燃改性研究[J]. 孙建忠,汪济奎,王耀先,程树军. 塑料. 2009(03)
博士论文
[1]核—壳协同微胶囊化膨胀型阻燃剂的制备及其交联阻燃乙烯—醋酸乙烯酯共聚物性能的研究[D]. 汪碧波.中国科学技术大学 2012
[2]聚丙烯阻燃协效、成炭机理和新型膨胀阻燃体系的研究[D]. 聂士斌.中国科学技术大学 2010
[3]膨胀阻燃和硅烷接枝交联聚丙烯及其三元乙丙橡胶材料的制备和性能研究[D]. 周顺.中国科学技术大学 2009
硕士论文
[1]聚丙烯/多面体低聚倍半硅氧烷复合材料的制备及性能研究[D]. 周灿.安徽理工大学 2017
[2]膨胀阻燃聚乙烯[D]. 陈晓平.北京化工大学 2010
本文编号：3229194
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