聚電解質(zhì)化聚磷酸銨對木塑復合材料性能的影響
發(fā)布時間:2021-02-15 12:56
以聚磷酸銨(APP)為原料,通過酸堿滴定法(t1-APP、t2-APP)、NaCl改性法(n-APP)和聚乙烯亞胺(PEI)改性法(p-APP)分別使APP聚電解質(zhì)化,將制得的APP聚電解質(zhì)加入木塑復合材料(WPC)中制備得到阻燃WPC。采用TEM、FT-IR對APP聚電解質(zhì)的形貌及化學結構進行表征,采用TG、LOI及力學性能測試探討APP聚電解質(zhì)對WPC熱性能、阻燃性能及力學性能的影響。結果表明:聚電解質(zhì)化處理對APP形貌及晶體結構產(chǎn)生顯著影響。經(jīng)聚電解質(zhì)化處理后APP結晶度及粒徑尺寸下降,分散性顯著提高,部分NH4+以NH4Cl形式析出;且熱解初始溫度和峰值溫度均有所提前,700℃下殘余質(zhì)量顯著提高。聚電解質(zhì)化處理后APP保持了其良好的阻燃性能,當添加15%APP聚電解質(zhì)時,t1-APP、t2-APP、n-APP和p-APP的WPC極限氧指數(shù)分別為24.9%, 23.8%, 24.7%和24.8%,與同添加量未改性APP(25.0...
【文章來源】:林業(yè)工程學報. 2020,5(04)北大核心
【文章頁數(shù)】:8 頁
【部分圖文】:
APP聚電解質(zhì)的TEM圖
APP聚電解質(zhì)化前后的FT-IR圖譜見圖2。由圖2可知,1 070 cm-1和800 cm-1分別為純APP中—P—O的彎曲振動峰及P—O—P的特征峰,為典型Ⅱ型APP的吸收峰,表明APP中聚磷酸長鏈的存在。經(jīng)過酸堿滴定法和NaCl改性法處理后,APP在1 640 cm-1、1 690 cm-1(P—OH伸縮振動峰)、1 434 cm-1(—NH彎曲振動峰)[15-16]及1 250cm-1(—P?O伸縮振動峰)[17]處的特征峰得以保留,但在指紋區(qū)762 cm-1處出現(xiàn)了Ⅰ型APP的特征吸收峰,表明經(jīng)過酸堿滴定法和NaCl改性處理后APP聚電解質(zhì)的聚合度有一定程度的降低,部分長鏈Ⅱ型APP降解為短鏈Ⅰ型APP;經(jīng)過PEI改性處理后,p-APP的特征峰與APP一致,指紋區(qū)762 cm-1附近沒有新的特征峰出現(xiàn),表明經(jīng)PEI改性處理后APP保留了原本Ⅱ型APP的結構。2.1.3 XRD分析
APP聚電解質(zhì)化前后的XRD圖譜見圖3。由圖3可知,純APP在2θ=14.8°和15.7°處存在兩個主要的特征峰,為典型的Ⅱ型APP(ISCD No.074970)[17]。t1-APP、t2-APP和n-APP在2θ=10°~20°間的衍射峰變寬、強度減弱,且2θ=14.8°和15.7°處特征峰消失,表明APP的結晶結構消失,t1-APP、t2-APP和n-APP均為無定型結構,但其均在2θ=32.8°處出現(xiàn)了NH4Cl的衍射峰(ISCD No.00-001-1037),可能是因為聚電解質(zhì)化處理后APP溶解,部分NH4+脫離了聚磷酸長鏈[18],與Cl-結合生成NH4Cl。此外,t1-APP和t2-APP在2θ=31.8°出現(xiàn)的特征峰對應于NaCl的特征衍射峰(ISCD No.00-001-0993),可能是酸堿滴定法改性過程中,未能與APP反應的過量離子以NaCl結晶形式析出。經(jīng)過PEI改性處理后,p-APP的各主要衍射峰(2θ=14.9°,15.7°,26.3°,29.1°,30.5°)與純APP完全相同,表明其改性過程中沒有其他無機鹽結晶產(chǎn)生。但各個衍射峰強度有所降低,表明pAPP仍保持了Ⅱ型APP的結構,但結晶度有所下降。2.1.4 APP聚電解質(zhì)TG分析
【參考文獻】:
期刊論文
[1]磷核磁共振表征聚磷酸銨聚合度影響因素研究[J]. 劉宜娜,楊榮杰,梁嘉香,李定華. 無機鹽工業(yè). 2018(03)
[2]基于聚乙烯木塑復合材的水披覆轉(zhuǎn)印法裝飾[J]. 韋雙穎,蔡瑩瑩,楊黎,張宇,余華,李松林,王亞寧. 東北林業(yè)大學學報. 2017(08)
[3]納米SiO2-APP對木塑復合材料界面特性及力學性能的影響[J]. 潘明珠,梅長彤. 北京林業(yè)大學學報. 2013(05)
[4]雙層包裹聚磷酸銨微膠囊合成及其在環(huán)氧樹脂中阻燃研究[J]. 張延奎,吳昆,張卡,魏續(xù)瑞,沈敏敏. 高分子學報. 2012(07)
本文編號:3034889
【文章來源】:林業(yè)工程學報. 2020,5(04)北大核心
【文章頁數(shù)】:8 頁
【部分圖文】:
APP聚電解質(zhì)的TEM圖
APP聚電解質(zhì)化前后的FT-IR圖譜見圖2。由圖2可知,1 070 cm-1和800 cm-1分別為純APP中—P—O的彎曲振動峰及P—O—P的特征峰,為典型Ⅱ型APP的吸收峰,表明APP中聚磷酸長鏈的存在。經(jīng)過酸堿滴定法和NaCl改性法處理后,APP在1 640 cm-1、1 690 cm-1(P—OH伸縮振動峰)、1 434 cm-1(—NH彎曲振動峰)[15-16]及1 250cm-1(—P?O伸縮振動峰)[17]處的特征峰得以保留,但在指紋區(qū)762 cm-1處出現(xiàn)了Ⅰ型APP的特征吸收峰,表明經(jīng)過酸堿滴定法和NaCl改性處理后APP聚電解質(zhì)的聚合度有一定程度的降低,部分長鏈Ⅱ型APP降解為短鏈Ⅰ型APP;經(jīng)過PEI改性處理后,p-APP的特征峰與APP一致,指紋區(qū)762 cm-1附近沒有新的特征峰出現(xiàn),表明經(jīng)PEI改性處理后APP保留了原本Ⅱ型APP的結構。2.1.3 XRD分析
APP聚電解質(zhì)化前后的XRD圖譜見圖3。由圖3可知,純APP在2θ=14.8°和15.7°處存在兩個主要的特征峰,為典型的Ⅱ型APP(ISCD No.074970)[17]。t1-APP、t2-APP和n-APP在2θ=10°~20°間的衍射峰變寬、強度減弱,且2θ=14.8°和15.7°處特征峰消失,表明APP的結晶結構消失,t1-APP、t2-APP和n-APP均為無定型結構,但其均在2θ=32.8°處出現(xiàn)了NH4Cl的衍射峰(ISCD No.00-001-1037),可能是因為聚電解質(zhì)化處理后APP溶解,部分NH4+脫離了聚磷酸長鏈[18],與Cl-結合生成NH4Cl。此外,t1-APP和t2-APP在2θ=31.8°出現(xiàn)的特征峰對應于NaCl的特征衍射峰(ISCD No.00-001-0993),可能是酸堿滴定法改性過程中,未能與APP反應的過量離子以NaCl結晶形式析出。經(jīng)過PEI改性處理后,p-APP的各主要衍射峰(2θ=14.9°,15.7°,26.3°,29.1°,30.5°)與純APP完全相同,表明其改性過程中沒有其他無機鹽結晶產(chǎn)生。但各個衍射峰強度有所降低,表明pAPP仍保持了Ⅱ型APP的結構,但結晶度有所下降。2.1.4 APP聚電解質(zhì)TG分析
【參考文獻】:
期刊論文
[1]磷核磁共振表征聚磷酸銨聚合度影響因素研究[J]. 劉宜娜,楊榮杰,梁嘉香,李定華. 無機鹽工業(yè). 2018(03)
[2]基于聚乙烯木塑復合材的水披覆轉(zhuǎn)印法裝飾[J]. 韋雙穎,蔡瑩瑩,楊黎,張宇,余華,李松林,王亞寧. 東北林業(yè)大學學報. 2017(08)
[3]納米SiO2-APP對木塑復合材料界面特性及力學性能的影響[J]. 潘明珠,梅長彤. 北京林業(yè)大學學報. 2013(05)
[4]雙層包裹聚磷酸銨微膠囊合成及其在環(huán)氧樹脂中阻燃研究[J]. 張延奎,吳昆,張卡,魏續(xù)瑞,沈敏敏. 高分子學報. 2012(07)
本文編號:3034889
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