阻燃硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的制備與性能
本文關(guān)鍵詞:阻燃硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的制備與性能,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:目前我國約三分之一的社會總能耗消耗在建筑行業(yè)。隨著城市化的推進(jìn)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整,建筑行業(yè)最終會超越工業(yè)、交通等其他行業(yè)而躍居社會總能耗的第一位。因此,建筑節(jié)能的研究具有重要的意義。硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料(RPUF)因其優(yōu)異的隔熱保溫性能被廣泛應(yīng)用于建筑保溫領(lǐng)域,但由于RPUF極易燃燒,且燃燒過程中產(chǎn)生大量有毒煙霧,從而限制了RPUF的推廣應(yīng)用。因此,研究開發(fā)新型環(huán)保阻燃硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料有著非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。 本文采用偏光顯微鏡、掃描電鏡、力學(xué)性能測試、水平垂直燃燒、氧指數(shù)、錐形量熱和熱穩(wěn)定性分析等分析手段,,研究了三種不同阻燃體系(UC、DMMP/UC、DMMP/EG)對RPUF結(jié)構(gòu)和性能的影響,并探討了它們的阻燃機(jī)理,得出以下主要結(jié)論: (1)尿素(UC)的加入加快了RPUF的發(fā)泡反應(yīng)速度,使得泡沫的泡孔結(jié)構(gòu)變差,壓縮強(qiáng)度降低,且隨著添加量的增加,這種趨勢增強(qiáng)。UC只能輕微改善RPUF的阻燃性能,但UC的加入能顯著提高其抑煙性能和800℃下的殘?zhí)柯,且隨著UC添加量的增加,抑煙效果增強(qiáng),泡沫后期的熱穩(wěn)定性提高。從阻燃抑煙效果來看,UC是一種以氣相阻燃為主,凝聚相阻燃為輔的氮系阻燃劑。 (2)甲基膦酸二甲酯(DMMP)和UC復(fù)配填充RPUF時,存在多方面的協(xié)同效應(yīng)。當(dāng)DMMP/UC質(zhì)量比為10:30時,復(fù)合材料的泡孔結(jié)構(gòu)最好,壓縮強(qiáng)度最高,點(diǎn)燃時間最長,熱釋放速率峰值、總熱釋放量都達(dá)到最小值,此時兩者的協(xié)同效應(yīng)最佳;而氧指數(shù)則在DMMP/UC質(zhì)量比為30:10時達(dá)到最大。DMMP和UC在抑煙和提高泡沫熱穩(wěn)定性方面不存在協(xié)同作用,但DMMP/UC的加入能顯著提高泡沫殘?zhí)柯。DMMP/UC是一種有著氣相和凝聚相雙相協(xié)同阻燃機(jī)理的復(fù)合阻燃劑。 (3)DMMP和可膨脹石墨(EG)在阻燃RPUF方面存在明顯的協(xié)同作用,當(dāng)DMMP/EG的質(zhì)量比為10:30時,兩者的協(xié)同效應(yīng)最好,RPUF的極限氧指數(shù)最高,點(diǎn)燃時間最長,熱釋放速率峰值、煙釋放速率、總煙釋放量都達(dá)到最小值。而在改善泡孔結(jié)構(gòu),提高復(fù)合材料壓縮強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性上,兩者幾乎沒有協(xié)同作用。DMMP的加入增加了EG“蠕蟲狀”膨脹炭層的致密性和強(qiáng)度,從而顯著提高復(fù)合材料的阻燃抑煙性能;DMMP分解產(chǎn)生的PO·和PO2·還能發(fā)揮氣相阻燃作用,使得DMMP/EG成為一種以凝聚相阻燃為主,氣相阻燃為輔的復(fù)合阻燃劑。
【關(guān)鍵詞】:硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料 阻燃性能 復(fù)配阻燃劑 協(xié)同效應(yīng)
【學(xué)位授予單位】:華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2014
【分類號】:TQ328.3
【目錄】:
- 摘要5-6
- Abstract6-8
- 目錄8-11
- 第一章 緒論11-27
- 1.1 引言11-12
- 1.2 硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的概述12-15
- 1.2.1 硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的原料組分及其作用12-13
- 1.2.2 硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的基本反應(yīng)13-14
- 1.2.3 硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的成泡原理14-15
- 1.2.4 硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的制備方法15
- 1.3 硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料在建筑保溫領(lǐng)域的應(yīng)用15-17
- 1.3.1 硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料作為建筑保溫材料的優(yōu)勢15-16
- 1.3.2 硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料在建筑保溫領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀16-17
- 1.4 硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的阻燃研究進(jìn)展17-24
- 1.4.1 硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的燃燒熱降解過程17
- 1.4.2 硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的阻燃機(jī)理17-18
- 1.4.3 硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的阻燃方法18-24
- 1.5 硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的阻燃發(fā)展方向24-25
- 1.6 本課題的意義、主要內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)25-27
- 1.6.1 本課題的目的與意義25-26
- 1.6.2 本課題的主要研究內(nèi)容26
- 1.6.3 本課題的創(chuàng)新之處26-27
- 第二章 硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料/尿素復(fù)合材料的制備與性能研究27-46
- 2.1 實(shí)驗(yàn)部分27-30
- 2.1.1 實(shí)驗(yàn)原料27-28
- 2.1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備28
- 2.1.3 硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料/尿素復(fù)合材料的制備28-29
- 2.1.4 分析表征29-30
- 2.2 結(jié)果與討論30-45
- 2.2.1 尿素對 RPUF 發(fā)泡工藝的影響30-31
- 2.2.2 尿素阻燃 RPUF 的紅外光譜分析31-32
- 2.2.3 尿素對 RPUF 泡孔結(jié)構(gòu)的影響32-34
- 2.2.4 尿素對 RPUF 力學(xué)性能的影響34-35
- 2.2.5 尿素對 RPUF 阻燃性能的影響35-41
- 2.2.6 尿素對 RPUF 熱穩(wěn)定性的影響41-43
- 2.2.7 阻燃機(jī)理分析43-45
- 2.3 本章小結(jié)45-46
- 第三章 甲基膦酸二甲酯和尿素協(xié)同阻燃硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的性能研究46-62
- 3.1 實(shí)驗(yàn)部分46-47
- 3.1.1 實(shí)驗(yàn)原料46
- 3.1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備46
- 3.1.3 樣品的制備46
- 3.1.4 分析表征46-47
- 3.2 結(jié)果與討論47-60
- 3.2.1 DMMP/UC 質(zhì)量比對硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料泡孔結(jié)構(gòu)的影響47-50
- 3.2.2 DMMP/UC 質(zhì)量比對硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料力學(xué)性能的影響50-51
- 3.2.3 DMMP/UC 質(zhì)量比對硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料阻燃性能的影響51-56
- 3.2.4 熱穩(wěn)定性分析56-59
- 3.2.5 阻燃機(jī)理分析59-60
- 3.3 本章小結(jié)60-62
- 第四章 甲基膦酸二甲酯和可膨脹石墨協(xié)同阻燃硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的性能研究62-78
- 4.1 實(shí)驗(yàn)部分62-63
- 4.1.1 實(shí)驗(yàn)原料62
- 4.1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備62
- 4.1.3 樣品的制備62-63
- 4.1.4 分析表征63
- 4.2 結(jié)果與討論63-76
- 4.2.1 DMMP/EG 質(zhì)量比對硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料泡孔結(jié)構(gòu)的影響63-66
- 4.2.2 DMMP/EG 質(zhì)量比對硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料力學(xué)性能的影響66-67
- 4.2.3 DMMP/EG 質(zhì)量比對硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料阻燃性能的影響67-73
- 4.2.4 熱性能分析73-75
- 4.2.5 阻燃機(jī)理分析75-76
- 4.3 本章小結(jié)76-78
- 結(jié)論78-79
- 參考文獻(xiàn)79-87
- 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果87-88
- 致謝88-89
- 附件89
【參考文獻(xiàn)】
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本文關(guān)鍵詞:阻燃硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的制備與性能,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
本文編號:260833
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