2-甲基咪唑及植酸配体金属有机框架材料的设计、合成及阻燃应用
发布时间：2023-04-24 23:11
近年来,金属有机框架材料(MOFs)因其丰富的可设计性(提供金属元素、阻燃元素(N、P等)或基团)而被用于阻燃领域。但是由于含有机质,导致其阻燃效率较低。目前主要是通过协效的方式来提高阻燃剂的阻燃效率。同时,具有优异综合性能(包括阻燃性能、力学性能等)的多功能复合材料受到了广泛的重视。基于阻燃剂及阻燃体系的阻燃机制,本论文从分子设计出发,合成了多种高效、多功能性的MOFs材料阻燃剂。论文主要分为两大部分:一是沸石型金属有机框架(ZIF-8)封装及杂化材料的设计、合成及在环氧树脂(EP)中的应用;二是探索在植酸基MOFs的合成及应用的基础上,采用层层组装的方法将植酸基MOFs与传统阻燃剂氢氧化镁结合,拓展其功能性并进一步应用于多功能性高分子材料。本论文具体研究工作如下:(1)利用ZIF-8的小窗口和大孔洞效应,采用一步溶液合成法制备了两种新型的ZIF-8封装材料阻燃剂,包括ZIF-8封装六氯环三磷腈(ZIF-8@HCCP)、ZIF-8封装乙酰丙酮铁(ZIF-8@Fe(acac)3)。该封装材料具有十二面体结构,初始分解温度(ZIF-8@HCCP为550℃以上,ZIF...
【文章页数】：118 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 高分子材料阻燃研究现状
1.2.1 高分子材料阻燃必要性
1.2.2 高分子材料阻燃改性方法
1.2.3 高分子材料阻燃机理
1.3 金属有机框架材料
1.3.1 MOFs的发展历史
1.3.2 MOFs的组成、分类和结构
1.3.3 MOFs的合成方法
1.3.4 MOFs的热稳定性
1.3.5 MOFs的特征及应用
1.4 MOFs材料改性的研究现状
1.4.1 封装改性
1.4.2 多功能掺杂改性
1.4.3 其他改性方法
1.5 MOFs与高分子材料的杂化及应用现状
1.6 MOFs材料阻燃高分子材料研究现状
1.7 选题意义、创新点和研究内容
1.7.1 选题意义
1.7.2 创新点
1.7.3 主要研究内容
第二章 试剂、仪器与表征
2.1 原料及试剂
2.2 主要实验仪器
2.3 仪器及表征
2.3.1 SEM-EDS分析方法
2.3.2 TEM分析
2.3.3 FTIR分析
2.3.4 XRD分析
2.3.5 XPS分析
2.3.6 EDX分析
2.3.7 Raman分析
2.3.8 氮气吸脱附实验
2.3.9 LOI测定
2.3.10 CCT测试方法
2.3.11 TGA分析
2.3.12 力学性能测试
第三章 ZIF-8 封装HCCP、Fe(acac)3阻燃材料的合成及在EP中的阻燃应用
3.1 引言
3.2 阻燃剂及环氧树脂复合材料的合成
3.2.1 ZIF-8、ZIF-8@HCCP及 ZIF-8@Fe(acac)3的制备
3.2.2 环氧树脂复合材料的制备
3.3 ZIF-8@HCCP的合成及阻燃环氧树脂的应用
3.3.1 ZIF-8@HCCP材料的表征
3.3.2 环氧树脂复合材料的阻燃性能
3.3.3 阻燃机理的研究与分析
3.3.4 环氧树脂复合材料的力学性能
3.4 ZIF-8@Fe(acac)3的合成及阻燃环氧树脂的应用
3.4.1 ZIF-8@Fe(acac)3复合材料的表征
3.4.2 阻燃剂在环氧树脂复合材料中的分散性
3.4.3 环氧树脂复合材料的热稳定性
3.4.4 环氧树脂复合材料的阻燃性能
3.5 小结
第四章 ZIF-8/PZS杂化材料的制备及其在环氧树脂中的阻燃应用
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 ZIF-8/PZS的合成
4.2.2 EP/ZIF-8/PZS复合材料的合成
4.3 结果与讨论
4.3.1 复合材料表征
4.3.2 阻燃和抑烟性能分析
4.3.3 复合材料的热稳定性分析
4.3.4 残炭组成和形貌分析
4.3.5 力学及断面分析
4.4 小结
第五章 植酸基M-PMOFs(Zn、Sn、Cu)的合成及在EP中的应用
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 M-PMOFs(M=Zn、Sn、Cu)的合成
5.2.2 EP/M-PMOFs(M=Zn、Sn、Cu)复合材料的合成方法
5.3 结果与讨论
5.3.1 复合材料表征
5.3.2 复合材料的热稳定性分析
5.3.3 阻燃和抑烟性能分析
5.3.4 残炭组成和形貌分析
5.4 小结
第六章 Sn-PMOFs和单宁酸锌介导的MH界面组装及在软质PVC中的应用
6.1 引言
6.2 实验部分
6.2.1 MH@PASn@TAZn的合成
6.2.2 PVC/MH@PASn@TAZn阻燃复合材料的合成
6.3 结果与讨论
6.3.1 MH@PASn@TAZn复合材料的表征
6.3.2 阻燃和抑烟性能分析
6.3.3 PVC复合材料的热稳定性
6.3.4 样品的残炭组成和形貌分析
6.3.5 力学性能分析
6.4 小结
第七章 结论与展望
7.1 结论
7.2 不足之处
7.3 展望
参考文献
致谢
攻读学位期间取得的研究成果
本文编号：3800209
【文章页数】：118 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 高分子材料阻燃研究现状
1.2.1 高分子材料阻燃必要性
1.2.2 高分子材料阻燃改性方法
1.2.3 高分子材料阻燃机理
1.3 金属有机框架材料
1.3.1 MOFs的发展历史
1.3.2 MOFs的组成、分类和结构
1.3.3 MOFs的合成方法
1.3.4 MOFs的热稳定性
1.3.5 MOFs的特征及应用
1.4 MOFs材料改性的研究现状
1.4.1 封装改性
1.4.2 多功能掺杂改性
1.4.3 其他改性方法
1.5 MOFs与高分子材料的杂化及应用现状
1.6 MOFs材料阻燃高分子材料研究现状
1.7 选题意义、创新点和研究内容
1.7.1 选题意义
1.7.2 创新点
1.7.3 主要研究内容
第二章 试剂、仪器与表征
2.1 原料及试剂
2.2 主要实验仪器
2.3 仪器及表征
2.3.1 SEM-EDS分析方法
2.3.2 TEM分析
2.3.3 FTIR分析
2.3.4 XRD分析
2.3.5 XPS分析
2.3.6 EDX分析
2.3.7 Raman分析
2.3.8 氮气吸脱附实验
2.3.9 LOI测定
2.3.10 CCT测试方法
2.3.11 TGA分析
2.3.12 力学性能测试
第三章 ZIF-8 封装HCCP、Fe(acac)3阻燃材料的合成及在EP中的阻燃应用
3.1 引言
3.2 阻燃剂及环氧树脂复合材料的合成
3.2.1 ZIF-8、ZIF-8@HCCP及 ZIF-8@Fe(acac)3的制备
3.2.2 环氧树脂复合材料的制备
3.3 ZIF-8@HCCP的合成及阻燃环氧树脂的应用
3.3.1 ZIF-8@HCCP材料的表征
3.3.2 环氧树脂复合材料的阻燃性能
3.3.3 阻燃机理的研究与分析
3.3.4 环氧树脂复合材料的力学性能
3.4 ZIF-8@Fe(acac)3的合成及阻燃环氧树脂的应用
3.4.1 ZIF-8@Fe(acac)3复合材料的表征
3.4.2 阻燃剂在环氧树脂复合材料中的分散性
3.4.3 环氧树脂复合材料的热稳定性
3.4.4 环氧树脂复合材料的阻燃性能
3.5 小结
第四章 ZIF-8/PZS杂化材料的制备及其在环氧树脂中的阻燃应用
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 ZIF-8/PZS的合成
4.2.2 EP/ZIF-8/PZS复合材料的合成
4.3 结果与讨论
4.3.1 复合材料表征
4.3.2 阻燃和抑烟性能分析
4.3.3 复合材料的热稳定性分析
4.3.4 残炭组成和形貌分析
4.3.5 力学及断面分析
4.4 小结
第五章 植酸基M-PMOFs(Zn、Sn、Cu)的合成及在EP中的应用
5.1 引言
5.2 实验部分
5.2.1 M-PMOFs(M=Zn、Sn、Cu)的合成
5.2.2 EP/M-PMOFs(M=Zn、Sn、Cu)复合材料的合成方法
5.3 结果与讨论
5.3.1 复合材料表征
5.3.2 复合材料的热稳定性分析
5.3.3 阻燃和抑烟性能分析
5.3.4 残炭组成和形貌分析
5.4 小结
第六章 Sn-PMOFs和单宁酸锌介导的MH界面组装及在软质PVC中的应用
6.1 引言
6.2 实验部分
6.2.1 MH@PASn@TAZn的合成
6.2.2 PVC/MH@PASn@TAZn阻燃复合材料的合成
6.3 结果与讨论
6.3.1 MH@PASn@TAZn复合材料的表征
6.3.2 阻燃和抑烟性能分析
6.3.3 PVC复合材料的热稳定性
6.3.4 样品的残炭组成和形貌分析
6.3.5 力学性能分析
6.4 小结
第七章 结论与展望
7.1 结论
7.2 不足之处
7.3 展望
参考文献
致谢
攻读学位期间取得的研究成果
本文编号：3800209
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/hxgylw/3800209.html
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