固体酸磷酸硼催化成炭阻燃环氧树脂及机理研究

发布时间：2021-03-30 10:27

　　随着全球阻燃法律法规的逐步完善和行业标准的提高,传统阻燃剂在面对“设计阻燃剂及阻燃聚合物材料需要考虑环境稳定性及可持续发展的最新需求”和解决“阻燃剂的使用在降低火灾发生率和对生态环境负面影响之间处于两难”方面的问题时显示出难以跨越的技术瓶颈。将少量催化成炭添加剂用于聚合物,通过催化作用改变聚合物热降解模式并促进成炭而发挥阻燃功能的催化成炭阻燃技术在解决上述问题和满足发展需求方面显现了优势,已成为阻燃领域最为活跃和最具发展潜力的研究方向之一。本文以硼酸和磷酸为前躯物,通过高温煅烧法制备了含有Br?nsted酸和Lewis酸性位点,且兼具酸性可调和陶瓷功能的三种固体酸磷酸硼（Boron phosphate,BP）。以环氧树脂（EP）为例,将BP作为催化成炭添加剂,研究了BP对EP固化、热学、力学和阻燃性能的影响,通过在氮气和空气气氛中热降解行为的分析,研究了BP对EP的催化成炭阻燃机理。（1）制备的三种固体酸BP为纳米级耐高温白色固体粉末,其硼与磷（B/P）原子摩尔比分别约为1.27、1.06和0.84（BP1.25、BP1和BP0.8）。酸强度和Br?nsted酸性位点数目由大到小的顺序... 

【文章来源】：北京理工大学北京市 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：148 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

Fullerene、carbonnanotubes及graphene的结构示意图

P/BP 复合物的制备工艺流程如图 2.1 所示。根据表 2.3 列出的化学组成，分散液同环氧树脂单体 E-44 在 80 °C 机械搅拌 1 h 后，放置于 80 °C 真 脱除溶剂乙醇，将固化剂 m-PDA 加入混合体系中搅拌均匀，然后于 80 °脱气，最后将混合物注入模具中，并于 80 °C 和 120 °C 下分别固化 1 h EP/BP 复合物。

样品测试均在实验开始后 400 s 内完成。每个样品重复测试两次，取平均值。(14) 火焰穿透测试采用自制火焰穿透测试仪 (测试装置示意图如图2.2所示) 测试EP和EP/BP复合物的耐火焰穿透性能。样品尺寸为 100 × 100 × 3 mm3，平行测试 3 块样品。测试时，以液化石油气为燃料，喷枪火焰正面燃烧样品，火焰温度约 700 °C；固定喷枪与样品的距离约 10 cm，将热电偶固定于样品底部，通过数据接收器和电脑输出样品底部温度随测试时间变化的数据。图 2.2 火焰穿透测试装置示意图(15) 热失重-傅立叶变换红外光谱联用分析热失重-傅立叶变换红外光谱联用分析 (TGA-FTIR) 是通过载气，不断地将样品在热失重分析中所产生的热解挥发性产物输送到红外检测室中，并由检测器实时记录

【参考文献】：
期刊论文
[1]C/C复合材料磷酸盐防氧化涂层（英文）[J]. 侯亮亮,罗瑞盈,毕燕洪,李军,罗京华,金志浩.  新型炭材料. 2006(04)
[2]阻燃领域中一些重要的理论研究课题及其进展[J]. 欧育湘,郑德,陈宇,韩廷解.  塑料. 2006(01)
[3]未来的高效阻燃系统[J]. 欧育湘,李巧玲.  化工进展. 1998(04)

博士论文
[1]石墨烯的功能化及其环氧树脂复合材料的阻燃性能及机理研究[D]. 王鑫.中国科学技术大学 2013



本文编号：3109357