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聚丙烯/膨胀型阻燃剂体系增容作用研究

作　者: 李洪恩
导　师: 马志领
学　校: 河北大学
专　业: 无机化学
关键词: 聚丙烯 膨胀型阻燃剂 相容性 硅烷偶联剂 羧基化聚丙烯 异氰酸酯 β成核 结晶
分类号: TQ325.14
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 76次
引　用: 1次
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内容摘要


膨胀型阻燃剂(IFR)具有阻燃、抑烟、无毒等优点备受青睐。但IFR和聚丙烯(PP)相容性差,使复合材料的力学性能降低,因此改善PP和IFR的相容性具有重要意义。本文选用由季戊四醇、五氧化二磷和三聚氰胺为原料制备的季戊四醇磷酸酯三聚氰胺盐(KDIFR)作为阻燃剂,研究了硅烷偶联剂,羧基化聚丙烯(EPP),异氰酸酯类化合物(N75)对PP/KDIFR复合材料的增容作用,并对结晶形态进行了探讨。主要做了以下工作：1.X-衍射(XRD)研究表明KDIFR可促进PP形成p晶。采用硅烷偶联剂KH-550、KH-560对其进行表面改性,KH-550增强KDIFR粒子的β成核作用,而KH-560则降低这种作用。扫描电镜显示硅烷的加入使粒子与基体间的黏结作用增强。偏光显微分析表明随着硅烷的增加,球晶的大小趋于一致,KDIFR的分散趋于均匀。KH-550和KH-560的加入,均可提高复合体系的力学性能,PP/KDIFR/KH-560=70/30/5复合体系综合性能最佳,冲击强度和拉伸强度比PP/KDIFR分别提高了24.2%和9.6%。2.采用羧基化聚丙烯(EPP)作为PP/KDIFR体系的增容剂,PP/KDIFR/EPP=64/30/6的冲击强度和拉伸强度比PP/KDIFR分别增加了36.9%和14.6%。SEM, POM和XRD从微观角度观察到EPP对体系起到了增容作用,EPP促进了阻燃剂的异相成核作用,使球晶粒径分布变窄,且分布均匀,提高了阻燃剂与PP的黏结力,说明EPP为PP/KDIFR体系的有效增容剂。3.采用异氰酸酯类化合物(N75)对KDIFR进行表面改性,N75分子中含有可与极性阻燃剂反应的N=C=O基团,又含有与PP相容性较好的烷基,在阻燃剂与PP中间可起到较好的偶联作用,同时由于含有碳元素和氮元素,本身也具有阻燃作用。N75的应用,提高了PP/KDIFR复合材料的力学性能,PP/KDIFR/N75=70/30/5复合体系综合性能最佳,冲击强度和拉伸强度比PP/KDIFR分别提高了14.1%和8.1%。阻燃性能的测试结果表明N75的加入,可明显提高材料的阻燃性。综上结果,EPP具有最好的增容效果,说明高分子增容剂较小分子增容剂更具优势。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章 序言  10-19
  1.1 聚烯烃阻燃的重要意义  10-11
  1.2 阻燃技术发展概况  11-16
    1.2.1 高聚物的热降解及燃烧  11-12
    1.2.2 聚合物材料的阻燃机理  12-13
    1.2.3 聚丙烯阻燃研究进展  13-16
  1.3 膨胀型阻燃剂填充聚丙烯体系存在问题及解决方法  16-17
  1.4 增容原理  17-18
  1.5 研究内容  18-19
第2章 硅烷偶联剂对PP/KDIFR体系增容作用的研究  19-30
  2.1 实验部分  19-20
    2.1.1 主要原料与仪器设备  19-20
    2.1.2 共混物的制备  20
    2.1.3 扫描电镜分析样品的制备  20
    2.1.4 POM分析样品制备  20
    2.1.5 X射线衍射样品制备  20
    2.1.6 性能测试  20
  2.2 结果与讨论  20-29
    2.2.1 硅烷偶联剂对PP/KDIFR力学性能的影响  20-22
    2.2.2 硅烷偶联剂对PP/KDIFR形态结构的影响  22-26
    2.2.3 结晶分析  26-29
  2.3 本章小结  29-30
第3章 羧基化聚丙烯对PP/KDIFR体系增容作用的研究  30-37
  3.1 实验部分  30-31
    3.1.1 主要原料与仪器设备  30
    3.1.2 共混物的制备  30
    3.1.3 偏光分析样品制备  30-31
    3.1.4 扫描电镜分析样品的制备  31
    3.1.5 X射线衍射样品制备  31
    3.1.6 性能测试  31
  3.2 结果与讨论  31-36
    3.2.1 EPP对PP/KDIFR力学性能的影响  31-32
    3.2.2 EPP对PP/KDIFR形态结构的影响  32-34
    3.2.3 结晶分析  34-36
  3.3 本章小结  36-37
第4章 异氰酸酯化合物对PP/KDIFR体系增容作用的研究  37-45
  4.1 实验部分  37-38
    4.1.1 主要原料与仪器设备  37-38
    4.1.2 共混物的制备  38
    4.1.3 扫描电镜分析样品的制备  38
    4.1.4 偏光分析样品制备  38
    4.1.5 XRD样品的制备  38
    4.1.6 性能测试  38
  4.2 结果与讨论  38-44
    4.2.1 N_(75)对PP/KDIFR性能的影响  38-40
    4.2.2 N_(75)对PP/KDIFR形态结构的影响  40-42
    4.2.3 结晶分析  42-44
  4.3 本章小结  44-45
第5章 结论与展望  45-46
参考文献  46-50
致谢  50-51
攻读学位期间取得的科研成果  51

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 合成树脂与塑料工业 > 聚合类树脂及塑料 > 聚烯烃类及塑料 > 聚丙烯
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