学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

无卤膨胀型阻燃聚丙烯研究

作　者: 王建丰
导　师: 王新龙
学　校: 南京理工大学
专　业: 高分子化学与物理
关键词: 聚丙烯膨胀型阻燃剂阻燃协效剂炭层
分类号: TQ325.14
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 473次
引　用: 1次
阅　读: 论文下载

内容摘要

本文探讨了膨胀型阻燃剂新戊二醇磷酸脂三聚氰胺盐（NPM）的合成工艺，通过元素分析、IR、DTA、TG等证实了NPM的分子结构，并评价了其热稳定性能。实验表明，本实验NPM的合成产率在85％左右，其熔融及分解温度在300℃左右，在600℃时的成炭率为13.4％，具有较高的热稳定性和成炭率。通过氧指数（LOI）、水平燃烧（HB）、热重分析（TGA）、扫描电镜（SEM）和红外（IR）等测试方法，研究了PP／NPM体系的阻燃性能、燃烧炭层结构及阻燃机理。结果表明，PP／NPM（100／30）体系的氧指数为26.8％，600℃时的成炭率为8.30％，NPM显著提高了体系的热稳定性，能在体系燃烧表面形成致密的炭层，表明NPM具有良好的膨胀阻燃效果。通过LOI、HB、TG、TEM和IR等测试方法，研究了nano-CdS、nano-BaWO₄、nano-Mn_0.4Zn_0.6Fe₂O₄三种阻燃协效剂在PP／NPM体系中的膨胀阻燃协同作用。研究发现，阻燃协效剂的添加，影响了膨胀阻燃体系的热分解过程，促进了体系中酸源的生成和催化成炭作用，有利于成炭率的提高。不同的纳米协效剂协同阻燃体系所形成膨胀型阻燃炭层的形貌结构各有不同。nano-CdS在PP／NPM体系中具有较好的阻燃协同作用，添加1.0phr的nano-CdS，体系的氧指数为30.2％，600℃时的成炭率为13.86％，能形成多孔膨胀型炭层；nano-BaWO₄在PP／NPM体系中的最佳添加量为1.5phr左右，氧指数达到29.8％；nano-Mn_0.4Zn_0.6Fe₂O₄的添加促进了PP／NPM体系燃烧炭层的膨胀发泡，有利于体系的多孔膨胀炭层的形成，其添加量为1.0phr时，氧指数为28.6％。本文同时评价了NPM及纳米协效剂对体系力学性能和流变性能的影响。实验表明，NPM使体系的熔体粘度及冲击强度提高，而拉伸强度和伸长率有所下降。纳米协效剂对体系的物理、机械性能影响较小。

全文目录

第一章绪论  8-18
  1.1 文献综述  8-17
    1.1.1 聚丙烯阻燃处理的必要性及趋势  8-9
    1.1.2 阻燃剂的发展概况及方向  9-10
    1.1.3 聚丙烯用阻燃剂的分类及特点  10-12
    1.1.4 聚丙烯用无卤膨胀型阻燃剂的研究进展  12-15
      1.1.4.1 混合型无卤膨胀型阻燃剂的研究进展  12-13
      1.1.4.2 单组分无卤膨胀型阻燃剂的研究进展  13-15
    1.1.5 阻燃协效剂在膨胀阻燃体系中的研究进展  15-17
  1.2 本课题的提出及研究内容  17-18
第二章单组分膨胀型阻燃剂NPM的合成  18-23
  2.1 引言  18
  2.2 实验部分  18-19
    2.2.1 实验试剂  18
    2.2.2 实验仪器  18-19
    2.2.3 合成步骤  19
      2.2.3.1 中间体新戊二醇磷酰氯的合成  19
      2.2.3.2 NPM的合成  19
    2.2.4 性能测试  19
  2.3 结果与讨论  19-22
    2.3.1 合成原理  19
    2.3.2 阻燃剂NPM的结构表征  19-20
    2.3.3 反应温度对合成的影响  20-21
    2.3.4 POCl_3滴加速度对反应的影响  21
    2.3.5 反应体系pH值对NPM产率的影响  21
    2.3.6 NPM的热稳定性能评价  21-22
  2.4 结论  22-23
第三章 PP／NPM阻燃体系性能研究  23-38
  3.1 引言  23
  3.2 实验部分  23-26
    3.2.1 实验主要原料  23-24
    3.2.2 实验主要仪器和设备  24
    3.2.3 实验工艺流程  24
    3.2.4 制样工艺条件  24-25
      3.2.4.1 预处理  24-25
      3.2.4.2 挤出工艺  25
      3.2.4.3 注塑工艺  25
    3.2.5 性能测试  25-26
      3.2.5.1 氧指数测试  25
      3.2.5.2 水平燃烧实验  25
      3.2.5.3 流变性能测试  25-26
      3.2.5.4 力学性能测试  26
      3.2.5.5 红外光谱测试  26
      3.2.5.6 X-射线衍射光谱  26
      3.2.5.7 扫描电镜与EDAX能谱  26
      3.2.5.8 热重分析  26
  3.3 结果与讨论  26-37
    3.3.1 NPM对PP阻燃性能的影响  26-28
    3.3.2 NPM对体系热稳定性的影响  28-30
    3.3.3 PP／NPM体系炭层结构与阻燃机理研究  30-33
    3.3.4 NPM对体系熔体流变性能的影响  33-35
    3.3.5 NPM对体系力学性能的影响  35-37
      3.3.5.1 NPM用量对体系拉伸强度的影响  35
      3.3.5.2 NPM用量对体系断裂伸长率的影响  35-36
      3.3.5.3 NPM用量对体系冲击强度的影响  36-37
  3.4 结论  37-38
第四章阻燃协效剂与NPM协同阻燃聚丙烯性能研究  38-67
  4.1 引言  38-39
  4.2 实验部分  39
    4.2.1 实验主要原料  39
    4.2.2 实验主要仪器  39
    4.2.3 制样工艺  39
    4.2.4 性能测试  39
  4.3 结果与讨论  39-66
    4.3.1 nano-CdS对阻燃体系的协同作用  39-48
      4.3.1.1 nano-CdS的基本形貌  39-40
      4.3.1.2 nano-CdS对体系燃烧性能的影响  40-41
      4.3.1.3 nano-CdS对体系热稳定性的影响  41-42
      4.3.1.4 PP／NPM／nano-CdS体系炭层结构与阻燃机理研究  42-45
      4.3.1.5 nano-CdS对体系流变性能的影响  45-47
      4.3.1.6 nano-CdS对体系力学性能的影响  47-48
    4.3.2 nano-BaWO_4对阻燃体系的协同作用  48-56
      4.3.2.1 nano-BaWO_4的基本形貌  48
      4.3.2.2 nano-BaWO_4对体系燃烧性能的影响  48-50
      4.3.2.3 nano-BaWO_4对体系热稳定性的影响  50-51
      4.3.2.4 PP／NPM／nano-BaWO_4体系炭层结构与阻燃机理研究  51-53
      4.3.2.5 nano-BaWO_4对体系流变性能的影响  53-55
      4.3.2.6 nano-BaWO_4对体系力学性能的影响  55-56
    4.3.3 nano-Mn_(0.4)Zn_(0.6)Fe_2O_4对阻燃体系的协同作用  56-65
      4.3.3.1 nano-Mn_(0.4)Zn_(0.6)Fe_2O_4的基本形貌  56-57
      4.3.3.2 nano-Mn_(0.4)Zn_(0.6)Fe_2O_4对体系燃烧性能的影响  57-58
      4.3.3.3 nano-Mn_(0.4)Zn_(0.6)Fe_2O_4对体系热稳定性的影响  58-59
      4.3.3.4 PP／NPM／Mn_(0.4)Zn_(0.6)Fe_2O_4体系炭层结构与阻燃机理研究  59-62
      4.3.3.5 nano-Mn_(0.4)Zn_(0.6)Fe_2O_4对体系流变性能的影响  62-64
      4.3.3.6 nano-Mn_(0.4)Zn_(0.6)Fe_2O_4对体系力学性能的影响  64-65
    4.3.4 不同阻燃协效剂协同阻燃作用的比较  65-66
  4.4 结论  66-67
全文总结  67-69
致谢  69-70
发表论文  70-71
参考文献  71-74

无卤膨胀型阻燃聚丙烯研究

内容摘要

全文目录

相似论文