本文選題：阻燃 + 聚氨酯��； 參考：《西南交通大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：為了使聚氨酯材料同時(shí)具有阻燃和保溫兩種功能,本論文從聚氨酯材料的分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出發(fā),以三氯氧磷(POCl3)為偶聯(lián)劑,聚乙二醇(PEG)為相變儲(chǔ)能物質(zhì),將聚乙二醇鍵接于聚醚多元醇骨架上,進(jìn)而與多異氰酸酯發(fā)泡反應(yīng),制備一種阻燃聚氨酯相變儲(chǔ)能材料(P/PEG-PUF),通過利用相變儲(chǔ)能材料PEG和阻燃P元素的引入來達(dá)到同時(shí)提高聚氨酯材料阻燃和保溫性能的目的,提出一種有效降低保溫隔熱聚氨酯材料火災(zāi)危險(xiǎn)性的方法。其主要研究結(jié)果如下：1.以三氯氧磷為偶聯(lián)劑,聚乙二醇(PEG)為相變儲(chǔ)能物質(zhì),將聚乙二醇鍵接于聚醚多元醇骨架上,進(jìn)而與多異氰酸酯發(fā)泡反應(yīng),制備得到一種阻燃聚氨酯相變儲(chǔ)能材料(P/PEG-PUF),并對(duì)其結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行表征。1)通過測(cè)試阻燃聚氨酯相變儲(chǔ)能材料的表觀密度,發(fā)現(xiàn)儲(chǔ)能物質(zhì)聚乙二醇(PEG600)對(duì)表觀密度基本無影響,阻燃P元素的引入影響了聚氨酯材料的泡孔結(jié)構(gòu),提高了其表觀密度。2)用紅外光譜分析儀(FTIR)分別對(duì)純聚氨酯材料和阻燃聚氨酯相變儲(chǔ)能材料的結(jié)構(gòu)進(jìn)行對(duì)比分析,結(jié)果發(fā)現(xiàn)在阻燃聚氨酯相變儲(chǔ)能材料中有新峰出現(xiàn),舊峰消失或偏移,說明了聚乙二醇通過三氯氧磷成功接枝到聚醚多元醇上,改變了阻燃聚氨酯相變儲(chǔ)能材料的分子結(jié)構(gòu),使聚氨酯材料同時(shí)具有保溫和阻燃的功能。3)利用加熱板對(duì)阻燃聚氨酯相變儲(chǔ)能材料進(jìn)行導(dǎo)熱分析,結(jié)果顯示阻燃P元素的引入對(duì)聚氨酯材料的導(dǎo)熱性能影響不明顯,相變儲(chǔ)能物質(zhì)PEG的引入降低了其升溫速率,導(dǎo)熱性變差。4)利用熱重分析儀(TG)考察阻燃聚氨酯相變儲(chǔ)能材料的熱穩(wěn)定性,結(jié)果發(fā)現(xiàn)阻燃P元素和PEG的加入使聚氨酯材料的初始分解溫度和最大分解速率所對(duì)應(yīng)的反應(yīng)溫度降低,終止溫度向高溫區(qū)移動(dòng),且成炭率大大提高,熱穩(wěn)定性更好,提高了聚氨酯材料的阻燃性能。2.通過氧指數(shù)、水平垂直燃燒、煙密度等方式對(duì)阻燃聚氨酯相變儲(chǔ)能材料進(jìn)行阻燃、發(fā)煙性能測(cè)試,研究PEG與阻燃P元素含量對(duì)阻燃聚氨酯相變儲(chǔ)能材料的火災(zāi)行為的影響。1)相變儲(chǔ)能材料PEG對(duì)聚氨酯材料的阻燃、發(fā)煙性能基本無影響。2)隨著阻燃P元素的增加,阻燃聚氨酯相變儲(chǔ)能材料的極限氧指數(shù)增大,燃燒速率降低,燃燒級(jí)別增強(qiáng),說明了阻燃P元素的加入能改善聚氨酯材料的阻燃性能,降低其火災(zāi)危險(xiǎn)性。3)隨著阻燃P元素的增加,阻燃聚氨酯相變儲(chǔ)能材料的煙密度等級(jí)、最大煙密度增大,說明了阻燃P元素的加入能增大了聚氨酯材料的發(fā)煙量。3.采用Kissinger法與Ozawa法兩種不同動(dòng)力學(xué)分析方法對(duì)純聚氨酯材料和阻燃聚氨酯相變儲(chǔ)能材料進(jìn)行熱降解動(dòng)力學(xué)研究。1)阻燃聚氨酯相變儲(chǔ)能材料的表觀活化能遠(yuǎn)小于純聚氨酯材料,且指前因子降低了28個(gè)數(shù)量級(jí),說明了聚氨酯材料中有含磷結(jié)構(gòu)的存在,更容易熱降解并產(chǎn)生炭層,增加殘余量,提高阻燃性能。2)通過Kissinger方程和Ozawa方程計(jì)算得出的阻燃聚氨酯相變儲(chǔ)能材料的表觀活化能基本一致,說明阻燃聚氨酯相變儲(chǔ)能材料的熱降解反應(yīng)基本符合Kissinger方程和Ozawa方程對(duì)熱降解反應(yīng)的基本假定。4.采用錐形量熱儀對(duì)阻燃聚氨酯相變儲(chǔ)能材料的火災(zāi)行為進(jìn)行綜合性研究。1)阻燃聚氨酯相變儲(chǔ)能材料于純聚氨酯材料相比,阻燃聚氨酯相變儲(chǔ)能材料更不易被引燃,殘余量更多,熱釋放速率降低,說明P元素的引入降低了聚氨酯材料的火災(zāi)熱危險(xiǎn),提高了聚氨酯材料的阻燃性能。2)阻燃聚氨酯相變儲(chǔ)能材料的煙氣量比純聚氨酯材料的要多,推遲了初始釋放煙氣時(shí)間、到達(dá)最大總煙釋放量時(shí)間,說明阻燃P元素的引入增加了火災(zāi)初期的逃生時(shí)間,但增大了其總生煙量。3)阻燃聚氨酯相變儲(chǔ)能材料的一氧化碳和二氧化碳的產(chǎn)量比純聚氨酯材料的多,但阻燃聚氨酯相變儲(chǔ)能材料的COP在火災(zāi)初期幾乎為0,且延長了達(dá)到pkCOP、 pkCO2P的時(shí)間,但有毒氣體總量增加,說明阻燃P元素的引入增加了火災(zāi)初期的逃生時(shí)間,增大了其煙氣毒性。4)由于阻燃P元素的引入,火勢(shì)增長指數(shù)(FGI)由16.02降低至5.12。
[Abstract]:A flame - retardant polyurethane phase - change energy - storage material ( P / PEG - puf ) was prepared by using heat - weight analyzer ( TG ) as coupling agent , polyethylene glycol ( PEG ) as phase - change energy storage material . The results showed that the flame - retardant polyurethane phase - change energy - storage material had no effect on the thermal conductivity of polyurethane material . The thermal degradation kinetics of flame retardant polyurethane phase change energy storage material has been investigated .
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TQ328.3;TB34

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1940972