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聚乙烯醇阻燃改性研究

作　者: 何媛
导　师: 俞昊
学　校: 东华大学
专　业: 材料学
关键词: 聚乙烯醇阻燃 FR MA LDH
分类号: TQ325.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

近年来,火灾事故频繁发生,据报道,世界上因火灾事故而死亡的人中,有90%以上是因为高分子材料燃烧时散发出的烟雾和毒性气体使人窒息而死,因此,研制无毒无污染的阻燃高分子材料已成为当今科学发展的一项重要课题。聚乙烯醇(PVA)是一种性能优良、用途广泛的多羟基聚合物。由于聚乙烯醇具有良好的相容性、成膜性、成纤性和粘接性等优点,且具有较好的力学性能,在纤维、薄膜、粘合剂和生物医学材料领域具有广泛的用途。在本文中,通过研究几种阻燃剂的协同作用对PVA阻燃性能的影响,制备出阻燃性能强的PVA复合纤维。磷系阻燃剂燃烧时会在物质表面生成碳层,通过阻隔物质与火源的接触达到阻燃的目的；氮系阻燃剂燃烧时生成氮气、水蒸气等不燃性气体,降低燃烧环境氧浓度,因而具有阻燃特性；无机阻燃剂燃烧过程吸收热量,释放水蒸气等气体,可以达到阻燃抑烟的效果。在本课题中,分别采用联美磷系阻燃剂FR-106、三聚氰胺MA、纳米水滑石LDH三种阻燃剂进行不同比例的复配,研究其协同作用对PVA阻燃性能的影响。(1)磷系阻燃剂(FR)的添加可以提高PVA薄膜的阻燃性能,当FR添加量达到20%时,单组份的阻燃效果最佳。经证明,这是由于FR添加量超过20%时,FR会在PVA溶液中产生分相现象,从而影响复合薄膜的阻燃性能。(2)磷系阻燃剂(FR)与无机阻燃剂(LDH)在PVA溶液中可以达到协同阻燃的效果,当两者比例为PVA含量的40%：8%时,阻燃效果最佳。这是由于不溶于水的LDH在FR存在条件下可以很好的分散在PVA溶液中,因此可以较好的发挥其协同阻燃的作用。(3)氮系阻燃剂(MA)单组份加入PVA溶液中,对PVA复合薄膜的阻燃性能提高并不明显,向该溶液中继续添加LDH成膜,该薄膜并没有很好的阻燃效果。这是由于MA及LDH均未能很好的溶解在PVA溶液中,在溶液中发生团聚等现象,导致两者的阻燃效果无法发挥。(4)磷系阻燃剂(FR)与氮系阻燃剂(MA)两者之间可以形成较好的协同效应,当FR：MA=20%：20%时,复合薄膜的阻燃性能、力学性能、热性能均达到最佳,说明两种阻燃剂在此配比下能最大程度上产生协同作用。向该复合溶液中添加LDH,当LDH添加量为8%时,复合薄膜阻燃性能最佳,LOI值可达31。(5)按照最佳配比FR:MA:LDH=205:20%:8%制备PVA纺丝原液,对纺丝原液及纺丝工艺进行了讨论,结果表明：FR/MA/LDH/PVA纺丝原液呈现典型的切力变稀现象。通过湿法纺丝制备阻燃改性PVA纤维,经研究表明改性纤维性能更佳,通过极限氧指数测试,该复合纤维的LOI值为28。

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-10
第一章绪论  10-25
  1.1 引言  10-12
  1.2 聚合物的燃烧及阻燃机理  12-15
  1.3 阻燃技术  15-17
  1.4 阻燃剂的研究概述  17-21
  1.5 聚乙烯醇(PVA)  21-24
  1.6 本课题的研究意义  24-25
第二章 FR/LDH、MA/LDH的协同作用对PVA阻燃性能的影响  25-54
  2.1 引言部分  25-26
  2.2 实验部分  26-34
  2.3 结果与讨论  34-52
  2.4 本章小结  52-54
第三章 MA/FR、MA/FR/LDH的协同作用对PVA阻燃性能的影响  54-65
  3.1 引言部分  54-55
  3.2 实验部分  55-58
  3.3 结果与讨论  58-64
  3.4 本章小结  64-65
第四章 FR/MA/LDH/PVA复合纤维的制备与性能  65-75
  4.1 引言部分  65
  4.2 实验部分  65-68
  4.3 结果与讨论  68-73
  4.4 本章小结  73-75
第五章结论  75-76
参考文献  76-80
攻读硕士学位期间研究成果  80-81
致谢  81

聚乙烯醇阻燃改性研究

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