改性木质素在膨胀阻燃PBS基复合材料中的应用研究

发布时间：2023-05-03 19:42

　　聚丁二酸丁二醇酯(PBS)是一种性能优异的可降解聚合物材料,在生产生活中得到了广泛的应用。但由于PBS容易燃烧,具有较高的火灾安全风险,故有必要对其进行阻燃处理,拓展其应用范围。木质素作为纤维素工业的副产品,具有模量高,成炭性能优异,羟基含量丰富等特点,因此,木质素可作为增强剂与炭源用于聚合物的增强及膨胀阻燃处理。本文通过对木质素进行改性,提高木质素与PBS间的相容性及协效阻燃PBS的能力,结合膨胀阻燃剂(IFR)制备一系列膨胀阻燃型PBS复合材料,通过对复合材料性能的表征分析,研究改性木质素对材料结构、力学、阻燃等性能的影响。具体的研究内容及结论如下:(1)木质素与丁酸酐反应,得到酯化木质素,结合IFR制备了酯化木质素/PBS阻燃复合材料。结果表明,经酯化改性后,木质素疏水性明显提高,在PBS中的分散性增强。以酯化木质素制备的复合材料拉伸强度得到提高,同时酯化木质素表现出增塑作用,降低了材料的拉伸、弯曲模量。脂肪链的引入,提高了木质素的成炭能力,所制备的复合材料炭层更加完整致密,炭层质量进一步提高。添加19 wt%IFR与6 wt%酯化木质素后,PBS的极限氧指数(LOI)可达31....

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 木质素简介
        1.2.1 木质素概述
        1.2.2 木质素的结构
        1.2.3 木质素的化学改性
        1.2.4 木质素在聚合物中的应用
    1.3 聚合物的阻燃研究
        1.3.1 聚合物的燃烧与阻燃机理
        1.3.2 聚合物常用的阻燃剂
        1.3.3 膨胀阻燃剂及其改性
    1.4 PBS及其阻燃研究
        1.4.1 PBS概述
        1.4.2 PBS性能
        1.4.3 PBS的改性
        1.4.4 PBS阻燃材料的研究现状
    1.5 本论文的研究目的、意义和主要研究内容
        1.5.1 研究目的及意义
        1.5.2 研究内容
        1.5.3 课题来源
2 酯化木质素/PBS阻燃复合材料的制备及性能研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验原料及试剂
        2.2.2 实验仪器设备
        2.2.3 酯化木质素的制备
        2.2.4 复合材料的制备
        2.2.5 检测与表征
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 酯化木质素的表征
        2.3.2 力学性能分析
        2.3.3 断面形貌分析
        2.3.4 阻燃性能分析
        2.3.5 炭层形貌分析
        2.3.6 热稳定性分析
        2.3.7 热释放速率与热释放总量分析
    2.4 小结
3 木质素螯合物/PBS阻燃复合材料的制备及性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验原料及试剂
        3.2.2 实验仪器设备
        3.2.3 木质素共聚物及木质素螯合物的制备
        3.2.4 IFR及复合材料的制备
        3.2.5 检测与表征
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 木质素螯合物的表征
        3.3.2 力学性能分析
        3.3.3 吸水性分析
        3.3.4 流变性能分析
        3.3.5 阻燃性能分析
        3.3.6 炭层形貌分析
        3.3.7 热稳定性分析
        3.3.8 热释放速率与热释放总量分析
        3.3.9 烟释放速率与烟释放总量分析
        3.3.10 CO释放速率与CO₂释放速率分析
        3.3.11 阻燃机理分析
    3.4 小结
4 改性IFR阻燃剂/PBS复合材料的制备及性能研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验原料及试剂
        4.2.2 实验仪器设备
        4.2.3 改性IFR阻燃剂的制备
        4.2.4 复合材料的制备
        4.2.5 检测与表征
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 改性IFR阻燃剂的表征
        4.3.2 力学性能分析
        4.3.3 阻燃性能分析
        4.3.4 炭层形貌分析
        4.3.5 热稳定性分析
        4.3.6 热释放速率与热释放总量分析
    4.4 小结
5 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 创新点
    5.3 展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果



本文编号：3807165