温控交联网络环氧树脂的制备及在防火涂料中的应用

发布时间：2023-05-13 04:04

　　依据聚合物经典发泡理论和泡孔生长机理,膨胀型防火涂料的膨胀防火性能与树脂的分子链结构、交联密度、分子链长短等密切相关,具有线性支链结构的热塑性树脂如丙烯酸树脂、醋酸乙烯酯,在熔融态时,分子链具有较好的运动能力,熔体具有适宜的熔体强度,在气体的作用下可以发泡形成膨胀炭层,因此获得良好的隔热防火性能。环氧树脂具有优异的耐候性和粘接强度,但为热固性树脂,体型分子网络结构、交联密度大、受热不熔融,分子链运动能力差,高温时不能发泡形成膨胀碳层,限制了它在防火涂料中的应用。本论文从分子结构的角度,设计并制备了三类可形成解离自适应网络或结合自适应交联网络的新型结构环氧树脂,在受热达到一定温度时,网络部分断开或交替,降温时再次成键形成网络,具有温控交联网络的特点。将其应用于防火涂料中以改善传统环氧树脂防火涂料的膨胀性能。具体工作如下:1.制备了一种含有DA共价键的环氧树脂,选用十二烯基琥珀酸酐等作为固化剂。利用Diels-Alder反应(即双烯合成反应)在120℃左右发生DA逆反应,破坏环氧树脂交联网络,当温度恢复至60-90℃时,DA键重新结合,宏观表现为材料具有可重塑性。通过红外光谱分析、核磁氢谱...

【文章页数】：93 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
1. 绪论
    1.1 膨胀型防火涂料
    1.2 环氧树脂
        1.2.1 传统环氧树脂与固化剂
        1.2.2 膨胀型防火涂料用环氧树脂的改性研究
        1.2.3 温控交联网络环氧树脂及作用机理
            1.2.3.1 解离自适应网络
            1.2.3.2 结合自适应网络
    1.3 本课题的目的、意义及主要研究内容
        1.3.1 本课题的目的与意义
        1.3.2 本课题的主要研究内容
2. 实验部分
    2.1 实验药品及设备
    2.2 实验方法及步骤
        2.2.1 含有DA键环氧树脂的制备及在防火涂料中的应用
        2.2.2 含有活性羟基酯交换键的环氧树脂的制备
        2.2.3 含有动态亚胺键环氧树脂的制备
        2.2.4 防火涂料的制备
    2.3 测试与表征
        2.3.1 傅氏转换红外光谱(FT-IR)测试
        2.3.2 核磁共振氢谱(¹H NMR)和碳谱(¹³C NMR)测试
        2.3.3 玻璃化转变温度测定
        2.3.4 力学性能测试
        2.3.5 热重分析(TGA)测试
        2.3.6 动态热机械分析(DMA)测试
        2.3.7 耐火性能测试
        2.3.8 扫描电镜(SEM)测试
        2.3.9 元素能谱分析(EDS)测试
        2.3.10 热导率的测试
3. 基于D-A共价键致环氧可逆交联网络结构设计与实现
    3.1 引言
    3.2 结果与讨论
        3.2.1 糠醚的化学结构表征
            3.2.1.1 FTIR性能分析
            3.2.1.2 核磁共振氢谱(¹H NMR)和碳谱(¹³C NMR)测试
        3.2.2 含有DA键缩水甘油醚的表征
        3.2.3 含有DA键环氧树脂的表征
            3.2.3.1 FTIR性能分析
            3.2.3.2 玻璃化温度的测定
            3.2.3.3 温控效应表征
            3.2.3.4 力学性能
            3.2.3.5 热稳定性能测试
        3.2.4 含有DA键环氧树脂在防火涂料中的应用
            3.2.4.1 耐火性能
            3.2.4.2 残炭热导率的测定
            3.2.4.3 涂层热稳定性能测试
            3.2.4.4 残炭的红外性能测试
    3.3 本章小结
4. 基于活性酯键致环氧可逆交联网络结构设计与实现
    4.1 引言
    4.2 结果与讨论
        4.2.1 基于活性酯键的环氧树脂性能表征
            4.2.1.1 玻璃化转变温度
            4.2.1.2 动态力学机械分析
            4.2.1.3 力学性能测试
            4.2.1.4 蠕变性能测试
            4.2.1.5 热稳定性分析测试
        4.2.2 含有活性酯键的环氧树脂在防火涂料中的应用
            4.2.2.1 耐火性能
            4.2.2.2 热导率的测定
            4.2.2.3 涂层热稳定性能的测定
            4.2.2.4 残炭红外谱图分析
    4.3 本章小结
5. 基于亚胺共价键致环氧可逆交联网络结构设计与实现
    5.1 引言
    5.2 结果与讨论
        5.2.1 含有亚胺键缩水甘油醚(NGE)的结构表征
            5.2.1.1 红外光谱性能测试
            5.2.1.2 核磁共振氢谱(¹H NMR)和碳谱(¹³C NMR)分析
        5.2.2 含有亚胺键环氧树脂的表征
            5.2.2.1 交联密度的测定
            5.2.2.2 力学性能和玻璃化转变温度测试
            5.2.2.3 蠕变性能测试
            5.2.2.4 温控效应表征
            5.2.2.5 热稳定性分析测试
        5.2.3 含有亚胺键环氧树脂在膨胀型防火涂料中的应用
            5.2.3.1 耐火性能
            5.2.3.2 残炭微观形貌分析
            5.2.3.3 残炭的FTIR分析
            5.2.3.4 残炭表面元素分析测试
            5.2.3.5 热导率的测定
    5.3 本章小结
总结
参考文献
致谢
攻读学位期间的研究成果和发表的学术论文
作者和导师简介
附件



本文编号：3815265