学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

微胶囊红磷膨胀型阻燃剂的制备及其对环氧树脂的阻燃、抑烟作用

作　者: 陈美琴
导　师: 吴志平；胡云楚
学　校: 中南林业科技大学
专　业: 林产化学加工工程
关键词: 微胶囊红磷制备膨胀型阻燃剂环氧树酯应用性能
分类号: TQ323.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 142次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

微胶囊红磷(MRP)是一类性能优异的无机磷系阻燃剂,具有高效的阻燃性能和广泛的应用性、安全低毒等优点。膨胀型阻燃剂是近年来研究的热点之一本课题将红磷微胶囊后作为膨胀型阻燃剂酸源,再与季戊四醇及三聚氰胺复配成膨胀型阻燃剂并应用于环氧树脂中。并对其在环氧树脂中的阻燃、抑烟性能及热分解动力学进行了系统的研究,为环氧树脂的阻燃研究提供了实验依据。以三聚氰胺-甲醛树脂为囊材,用原位缩聚法制备了微胶囊红磷,吸湿性及抗氧化性实验表明,红磷经三聚氰胺-甲醛树脂包覆后吸水性大大减少,由包覆前的13.1%降低到2.08%；抗氧化性能有效增强,每克微胶囊红磷消耗氢氧化钠量由包覆前的11.2毫克降低到1.12毫克。热失重结果表明：MRP的失重曲线由包覆前的一个失重阶段变为两个失重阶段,且着火点高达470℃。采用氧指数、拉伸强度及断裂伸长率、热重、扫描电镜等分析测试手段研究了微胶囊红磷膨胀型阻燃剂(IFR)在环氧树脂(EP)中的应用。实验结果表明：应用于环氧树脂的IFR的最佳组成是MRP：PER：MA=1.46：0.34：3.15(质量比)。IFR最佳添加量为30%,氧指数从19.0%提高到26.2%,拉伸强度从32.40 MPa降到22.27／MPa,断裂伸长率从9.94%降到7.80%。为了改善膨胀型阻燃剂加入后对环氧树脂力学性能的不利影响,研究了不同偶联剂对EP／IFR力学性能和阻燃性能的改善效果。实验结果表明：硅烷偶联剂(SCA)和钛酸酯偶联剂(TCA)可以有效提高阻燃EP体系的阻燃性能和力学性能。添加2%的硅烷偶联剂,拉伸强度从22.27 MPa提高到26.02 MPa,氧指数从26.2%提高到27.5%；添加3%钛酸酯偶联剂,拉伸强度从22.27 MPa提高到26.75 MPa,氧指数从26.2%提高到28.1%。为了改善膨胀型阻燃剂加入后对环氧树脂发烟性能的不利影响,研究了不同过渡金属氧化物对IFR阻燃EP发烟性能和阻燃性能的改善效果。实验结果表明：各种抑烟剂的添加均能不同程度的降低阻燃EP体系的烟密度,其中氧化铜的效果最佳。采用氧指数方法研究了不同协效剂与IFR的协同阻燃效果,研究表明：氧化锌与IFR有良好的协同效果,添加2%的氧化锌,EP／IFR／SCA／CuO的氧指数从28.2%提高到29.2%;EP／IFR／TCA／CuO的氧指数从28.3%提高到28.9%。以积分法处理阻燃前后环氧树脂TG曲线,研究了阻燃环氧树脂的热分解过程,采用非等温动力学方法研究了纯EP及阻燃EP在各个分解反应阶段的表观活化能,以此探讨阻燃性能与热降解行为的关系。研究表明IFR的添加改变了环氧树脂的热降解历程,空白环氧树脂第一阶段的表观活化能略大于阻燃环氧树脂的表观活化能；阻燃环氧树脂第二阶段的表观活化能大于空白环氧树脂的表观活化能。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-11
1 绪论  11-27
  1.1 塑料阻燃的必要性  11-12
  1.2 阻燃技术的发展与现状  12-13
  1.3 阻燃剂及阻燃作用机理  13-20
    1.3.1 阻燃剂的分类  13-15
    1.3.2 阻燃剂的阻燃机理  15-18
    1.3.3 阻燃剂未来的发展趋势  18-20
  1.4 微胶囊红磷阻燃剂的研究现状及进展  20-24
    1.4.1 红磷的性质  20-21
    1.4.2 微胶囊化技术  21
    1.4.3 微胶囊红磷研究进展  21-24
  1.5 课题研究的目的、意义和主要内容  24-27
2 微胶囊红磷的制备  27-35
  2.1 引言  27
  2.2 实验部分  27-29
    2.2.1 仪器与试剂  27-28
    2.2.2 实验步骤  28
    2.2.3 工艺流程图  28-29
    2.2.4 性能测试及表征  29
  2.3 试验结果及讨论  29-33
    2.3.1 三聚氰胺与甲醛摩尔比对微胶囊红磷稳定化的影响  29-30
    2.3.2 囊材含量对微胶囊红磷稳定性的影响  30-31
    2.3.3 微胶囊红磷性能检测  31-33
  2.4 小结  33-35
3 微胶囊红磷膨胀型阻燃剂的制备  35-45
  3.1 引言  35
  3.2 实验部分  35-36
    3.2.1 实验原料和仪器  35-36
    3.2.2 实验步骤  36
    3.2.3 性能测试及表征  36
  3.3 结果及讨论  36-42
    3.3.1 IFR成炭性分析  36-38
    3.3.2 IFR各组分及IFR的热重分析  38-39
    3.3.3 IFR形貌分析  39-42
    3.3.4 IFR-350℃残余物红外光谱分析  42
  3.4 小结  42-45
4 微胶囊红磷膨胀型阻燃剂在环氧树脂中的应用  45-63
  4.1 引言  45
  4.2 实验部分  45-46
    4.2.1 实验原料和仪器  45-46
    4.2.2 实验步骤  46
    4.2.3 性能测试及表征  46
  4.3 结果与讨论  46-61
    4.3.1 IFR组成对EP阻燃性能的影响  46-47
    4.3.2 IFR添加量对EP性能的影响  47-49
    4.3.3 偶联剂对EP性能的影响  49-56
    4.3.4 抑烟剂对EP/IFR性能的影响  56-61
  4.4 小结  61-63
5 IFR阻燃环氧树脂的热降解过程和动力学研究  63-73
  5.1 引言  63
  5.2 IFR阻燃环氧树脂的热失重分析  63-65
  5.3 热分析动力学的研究方法及基本原理  65-67
  5.4 结果与讨论  67-72
    5.4.1 纯EP热降解过程及动力学  67-70
    5.4.2 IFR阻燃EP热降解过程及动力学  70-72
  5.5 小结  72-73
6 结论  73-77
参考文献  77-83
致谢  83-84
攻读硕士学位期间的主要学术成果  84

微胶囊红磷膨胀型阻燃剂的制备及其对环氧树脂的阻燃、抑烟作用

内容摘要

全文目录

相似论文