膨胀型阻燃剂的改性及其在聚丙烯中应用

膨胀型阻燃剂的改性及其在聚丙烯中应用

论文摘要

膨胀型阻燃体系具有低烟、低毒、无腐蚀性气体产生,对长时间或重复暴露于火焰中有极好的抵抗性、无融滴滴落等优点,特别适用于PP的阻燃。但该体系阻燃的PP通常存在两方面的缺陷:(1)阻燃剂易吸潮,较易溶于水,易从聚丙烯中析出,降低阻燃效果,(2)PP加工温度较高,需阻燃剂有一定的耐热性。因此,研究阻燃剂对PP的熔化及结晶过程的影响,改善阻燃剂耐水性及耐热性对阻燃剂应用有很重要的意义。本文作了如下工作:1.以目前最常用的多聚磷酸铵-季戊四醇-三聚氰胺(IFR)为阻燃剂,研究了PP/IFR共混物的熔化与结晶行为及非等温结晶动力学,并进行了偏光显微分析和SEM分析。实验表明IFR对PP的熔化行为影响很小,但结晶参数Tp, t1/2,Xtotal显示IFR的加入导致PP/IFR共混物的结晶速率比纯PP快,IFR的加入起到了晶核的作用。POM和SEM分析证明IFR影响了PP结晶尺寸,而不影响结晶形态;但IFR与PP相容性很差,这是造成PP/IFR共混物力学性能下降的主要原因。2.考察了以P2O5、季戊四醇和三聚氰胺为原料制备的磷酸-季戊四醇-三聚氰酰胺聚合物(PPM)的各组分对膨胀度、剩碳率及阻燃效果的影响,其最佳物质的量的比例为P205:季戊四醇:三聚氰胺=1:1:(1.7-2.3)和1.5:1:(2.3-2.7)。若在溶液法制备PPM的过程中,加入交联剂可改善PPM的耐水性及耐热性,通过实验比较三种交联剂可知,交联剂3可使阻燃剂具有较低的水溶性,控制交联剂3用量在30%左右阻燃剂水溶性最低。3.初步探讨了PPM的阻燃机理,研究表明:320℃以下,PPM膨胀不明显,而350℃-450℃之间,由于磷酸与三聚氰胺形成的磷酸铵受热时脱氨,膨胀显著。4.PPM与APP、硼元素、硅元素共同使用自熄时间明显缩短。锥形量热分析结果表明PPM推迟了PP的热释放时间,显著降低了热释放速度、总烟产量、CO的释放量、CO2释放量,阻燃效果显著提高。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 序言
  • 1.1 聚丙烯阻燃研究的重要意义
  • 1.2 阻燃技术发展概况
  • 1.2.1 卤系阻燃剂
  • 1.2.2 硅系阻燃剂
  • 1.2.3 硼系阻燃剂
  • 1.2.4 无机金属化合物阻燃剂
  • 1.2.5 磷系阻燃剂和磷-氮系膨胀型阻燃剂
  • 1.3 研究内容
  • 第2章 APP/PT/M体系阻燃聚丙烯的熔融及非等温结晶行为
  • 2.1 引言
  • 2.2 实验部分
  • 2.2.1 原料
  • 2.2.2 样品制备
  • 2.2.3 仪器设备及操作
  • 2.3 结果与讨论
  • 2.3.1 PP/IFR共混物的熔化与结晶行为
  • 2.3.2 PP/IFR共混物的非等温结晶动力学
  • 2.3.3 PP/IFR共混物结晶行为的偏光显微分析
  • 2.3.4 PP/IFR共混物的SEM分析
  • 2.4 结论
  • 第3章 膨胀型阻燃剂PPM的合成、改性及阻燃性能
  • 3.1 引言
  • 3.2 实验部分
  • 3.2.1 原料及仪器设备
  • 3.2.2 熔融法制备PPM
  • 3.2.3 溶液法制备PPM
  • 3.2.4 PPM的耐水性能测试
  • 3.2.5 PPM的膨胀性能测试
  • 3.2.6 阻燃PP样品的制备及性能测试
  • 3.3 结果与讨论
  • 3.3.1 PPM的组分对膨胀度、剩碳率及阻燃效果的影响
  • 3.3.2 PPM的组分对阻燃剂水溶性的影响
  • 3.3.3 PPM的组分对阻燃剂热稳定性的影响
  • 3.3.4 PPM在聚丙烯中的阻燃性
  • 3.3.5 结论
  • 第4章 阻燃机理探讨
  • 4.1 引言
  • 4.2 实验部分
  • 4.2.1 主要原料及仪器设备
  • 4.2.2 阻燃聚丙烯样品的制备及性能测试
  • 4.2.3 红外分析及元素分析样品的制备
  • 4.2.4 锥形量热分析
  • 4.3 结果与讨论
  • 4.3.1 PPM对PP的阻燃作用
  • 4.3.2 PPM的热失重行为和成碳过程
  • 4.3.3 锥形量热仪对阻燃PP的评价
  • 4.3.3.1 释热总量和热释放速率
  • 4.3.3.2 总烟产量
  • 4.3.3.3 CO释放量
  • 2释放量'>4.3.3.4 CO2释放量
  • 4.4 结论
  • 结论与展望
  • 参考文献
  • 攻读硕士学位期间已发表的论文及获奖情况
  • 致谢
  • 相关论文文献

    标签:;  ;  ;  ;  ;  

    膨胀型阻燃剂的改性及其在聚丙烯中应用
    下载Doc文档

    猜你喜欢