本文關(guān)鍵詞：新型環(huán)保阻燃劑的合成及其在硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料中的應(yīng)用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料(RPUF)是一種性能優(yōu)良的隔熱保溫材料，具有質(zhì)輕、保溫性好、緩沖減震性能優(yōu)良、粘結(jié)性強(qiáng)等優(yōu)點，可廣泛應(yīng)用于建筑、管道、冷藏等領(lǐng)域。然而，RPUF非常容易燃燒，且燃燒時會產(chǎn)生大量的煙霧，易造成人員傷亡，增加救火的難度，限制了RPUF的推廣和應(yīng)用。本論文旨在研究保持RPUF良好力學(xué)性能的同時，，提高其阻燃抑煙性能，為RPUF的推廣和應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)。 本論文首先從分子結(jié)構(gòu)設(shè)計出發(fā)，通過化學(xué)合成制備得到了一種新型功能型膨脹型阻燃劑——二苯基-磷基-（三乙氧基-硅基）丙胺(DPTP)。利用元素分析、傅立葉變換紅外光譜(FTIR)、核磁共振(NMR)等方法表征了其分子結(jié)構(gòu)。熱重分析(TGA)和高溫灼燒實驗結(jié)果表明，DPTP無論在氮氣還是空氣氛圍中，都具有優(yōu)異的成炭能力。掃描電鏡(SEM)、X-射線衍射(XRD)、拉曼光譜分析發(fā)現(xiàn)，DPTP殘?zhí)烤哂休^完整的石墨晶體結(jié)構(gòu)。 對RPUF的阻燃性能研究發(fā)現(xiàn)，加入10phr DPTP后，RPUF的的極限氧指數(shù)(LOI)由18.2上升到27.3，并顯著降低了熱釋放速率、總熱釋放量及質(zhì)量損失速率。此外，RPUF的壓縮強(qiáng)度與材料的泡孔結(jié)構(gòu)有密切關(guān)系，DPTP具有“穩(wěn)定泡沫”和“增塑作用”，少量加入可適當(dāng)提高RPUF的壓縮強(qiáng)度；隨著添加份數(shù)的增加，RPUF的壓縮強(qiáng)度有所下降。 從有機(jī)-無機(jī)協(xié)同阻燃機(jī)理出發(fā)，成功將DPTP接枝插層到蒙脫土片層中，制得了有機(jī)-無機(jī)雜化阻燃劑D-MMT，并對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。研究表明，DPTP的接枝率為32.9%；改性后蒙脫土層間距增大，且受熱時具有優(yōu)良的熱穩(wěn)定性及成炭能力。通過XRD、偏光顯微鏡和SEM分析發(fā)現(xiàn)，D-MMT在RPUF基體材料中以納米級片層分散，改善了泡沫的泡孔結(jié)構(gòu)，較好地提高了RPUF的壓縮強(qiáng)度。 對RPUF的阻燃性能研究發(fā)現(xiàn)，與純RPUF相比，加入10phr D-MMT后，RPUF的熱釋放速率峰值降低了33.6%、總熱釋放量降低了47.1%、煙釋放速率峰值降低了78.6%、總煙釋放量降低了68.%，壓縮強(qiáng)度增大到203KPa，說明制備了集阻燃、抑煙、增強(qiáng)一體的復(fù)合材料。 對D-MMT阻燃機(jī)理的探討發(fā)現(xiàn)，當(dāng)復(fù)合材料燃燒時，DPTP通過膨脹成炭，并釋放不可燃行氣體來阻燃，納米級片層分散的MMT通過“迷宮效應(yīng)”延長可燃性氣體傳遞路徑和有效阻隔熱量的滲透，發(fā)揮出較好的阻燃作用。DPTP在燃燒過程中形成的炭層能填補MMT片層邊緣之間的空隙與間隔，從而形成密實、完整的炭層；而分散在炭層中的MMT也起到了堅固炭層的作用，因此，通過有機(jī)-無機(jī)協(xié)同作用，有效阻隔了熱質(zhì)的傳遞，較好地增強(qiáng)了材料的阻燃和抑煙性能。
【關(guān)鍵詞】：硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料 無鹵阻燃劑 有機(jī)-無機(jī)協(xié)同阻燃 阻燃性能 結(jié)構(gòu)
【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】：2012
【分類號】：TQ328
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-13
• 第一章 緒論13-33
• 1.1 硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料概述13-14
• 1.2 硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的制備14-21
• 1.2.1 基本反應(yīng)14-17
• 1.2.1.1 異氰酸酯與羥基反應(yīng)14-15
• 1.2.1.2 異氰酸酯與水反應(yīng)15
• 1.2.1.3 脲基甲酸酯反應(yīng)15-16
• 1.2.1.4 縮二脲反應(yīng)16-17
• 1.2.2 泡沫體形成原理17
• 1.2.3 硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料制備方法17-18
• 1.2.3.1 預(yù)聚體法17
• 1.2.3.2 半預(yù)聚體法17-18
• 1.2.3.3 一步法18
• 1.2.4 硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料基本配方及各組分的作用18-21
• 1.2.4.1 多元醇18-19
• 1.2.4.2 異氰酸酯19-20
• 1.2.4.3 催化劑20
• 1.2.4.4 發(fā)泡劑20
• 1.2.4.5 泡沫穩(wěn)定劑20-21
• 1.3 硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料主要結(jié)構(gòu)特點21
• 1.4 硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料主要性能特點21-22
• 1.5 硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料阻燃研究22-30
• 1.5.1 硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料燃燒熱降解機(jī)理22-25
• 1.5.2 硬質(zhì) PU 泡沫塑料常用阻燃劑25-28
• 1.5.2.1 無機(jī)阻燃劑25
• 1.5.2.2 鹵系阻燃劑25-26
• 1.5.2.3 有機(jī)磷系阻燃劑26
• 1.5.2.4 氮系阻燃劑26
• 1.5.2.5 有機(jī)硼系阻燃劑26-27
• 1.5.2.6 膨脹型阻燃劑27-28
• 1.5.3 硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料阻燃機(jī)理28-30
• 1.5.3.1 添加型阻燃機(jī)理28-29
• 1.5.3.2 反應(yīng)型阻燃機(jī)理29-30
• 1.6 硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料阻燃研究展望30-31
• 1.7 本論文研究的目的意義、主要內(nèi)容及創(chuàng)新之處31-33
• 1.7.1 本論文研究的目的意義31-32
• 1.7.2 本論文研究的主要內(nèi)容32
• 1.7.3 本論文的特色與創(chuàng)新之處32-33
• 第二章 二苯基-磷基-（三乙氧基-硅基）丙胺(DPTP)的合成與表征33-45
• 2.1 引言33-34
• 2.2 實驗部分34-36
• 2.2.1 主要設(shè)備及儀器34
• 2.2.2 主要原料34
• 2.2.3 試樣的制備34-35
• 2.2.4 測試與表征35-36
• 2.3 結(jié)果與討論36-44
• 2.3.1 含硅功能型阻燃劑的紅外光譜(FTIR)分析36-37
• 2.3.2 含硅功能型阻燃劑的元素分析37
• 2.3.3 含硅功能型阻燃劑的核磁共振氫譜(1H-NMR)分析37-38
• 2.3.4 含硅功能型阻燃劑的熱重(TG)分析38-39
• 2.3.5 含硅功能型阻燃劑的成炭及形貌分析39-41
• 2.3.6 含硅功能型阻燃劑的成炭結(jié)構(gòu)分析41-43
• 2.3.7 含硅功能型阻燃劑的阻燃機(jī)理分析43-44
• 2.4 本章小結(jié)44-45
• 第三章 功能型阻燃劑 DPTP 對硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料阻燃性能的影響45-62
• 3.1 引言45
• 3.2 實驗部分45-48
• 3.2.1 主要設(shè)備及儀器45-46
• 3.2.2 主要試劑46
• 3.2.3 試樣的制備46-47
• 3.2.3.1 阻燃硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料制備方法及配方46
• 3.2.3.2 硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的制備步驟46-47
• 3.2.4 測試與表征47-48
• 3.3 結(jié)果與討論48-61
• 3.3.1 DPTP 對硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料結(jié)構(gòu)的表征48-51
• 3.3.1.1 偏光顯微分析48-49
• 3.3.1.2 SEM 分析49-51
• 3.3.2 DPTP 對硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的力學(xué)性能的影響51-52
• 3.3.3 DPTP 對阻燃硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的熱穩(wěn)定性的影響52-54
• 3.3.4 DPTP 對硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的燃燒性能的影響54-61
• 3.3.4.1 極限氧指數(shù)54-55
• 3.3.4.2 錐形量熱55-59
• 3.3.4.3 殘?zhí)糠治黾白枞紮C(jī)理59-61
• 3.4 本章小結(jié)61-62
• 第四章 DPTP 接枝插層蒙脫土協(xié)同阻燃硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的研究62-84
• 4.1 引言62-63
• 4.2 實驗部分63-66
• 4.2.1 主要設(shè)備及儀器63
• 4.2.2 主要試劑63
• 4.2.3 試樣的制備63-64
• 4.2.3.1 D-MMT 的制備63-64
• 4.2.3.2 阻燃硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料復(fù)合材料的制備64
• 4.2.4 測試與表征64-66
• 4.3 結(jié)果與討論66-82
• 4.3.1 D-MMT 的結(jié)構(gòu)表征66-69
• 4.3.1.1 D-MMT 的紅外光譜（FTIR）分析66-67
• 4.3.1.2 D-MMT 的 X-射線衍射(XRD)分析67
• 4.3.1.3 D-MMT 的熱重(TG)分析67-69
• 4.3.2 硬質(zhì)聚氨酯泡沫/改性蒙脫土復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)表征69-72
• 4.3.2.1 XRD 分析69-70
• 4.3.2.2 偏光顯微分析70-71
• 4.3.2.3 SEM 分析71-72
• 4.3.3 硬質(zhì)聚氨酯泡沫/改性蒙脫土復(fù)合材料的力學(xué)性能分析72-74
• 4.3.4 硬質(zhì)聚氨酯泡沫/改性蒙脫土復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性分析74-76
• 4.3.5 硬質(zhì)聚氨酯泡沫/改性蒙脫土復(fù)合材料的阻燃性能分析76-82
• 4.3.5.1 極限氧指數(shù)76
• 4.3.5.2 錐形量熱76-80
• 4.3.5.3 殘?zhí)糠治黾白枞紮C(jī)理80-82
• 4.4 本章小結(jié)82-84
• 結(jié)論84-85
• 參考文獻(xiàn)85-93
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果93-94
• 致謝94-95
• 附件95

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 陸曉東;譚蓮影;黃林琳;張軍;;蒙脫土/SBR納米復(fù)合材料阻燃性能的研究[J];橡膠工業(yè);2007年04期

2 劉波;曾幸榮;王巖;;聚丙烯/蒙脫土納米復(fù)合材料的制備與性能研究[J];合成材料老化與應(yīng)用;2005年04期

3 紀(jì)全;張靜;王孝龍;孔慶山;夏延致;;阻燃聚酯/蒙脫土納米復(fù)合材料的制備及燃燒性能[J];高分子材料科學(xué)與工程;2008年06期

4 王聲媛;谷慧敏;趙緒魁;;EVA插層復(fù)合材料的取向結(jié)構(gòu)對阻燃性能的影響[J];青島科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2008年03期

5 劉君麗;;含氮相容劑對聚丙烯/蒙脫土復(fù)合材料阻燃性能的影響[J];河南化工;2010年07期

6 黃林琳;王長春;張軍;;HIPS插層復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)與阻燃性的關(guān)系[J];青島科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2006年03期

7 韓俊峰;王德義;劉云;王玉忠;;一種膨脹阻燃PP體系及其燃燒性能[J];高分子材料科學(xué)與工程;2009年03期

8 趙永生;王克儉;朱復(fù)華;薛平;李博;胡莽;;有機(jī)改性蒙脫土／木粉／PVC復(fù)合材料的阻燃性研究[J];塑料工業(yè);2007年S1期

9 鄭輝;胡珊;嚴(yán)春杰;李青;;阻燃聚丙烯/蒙脫土納米復(fù)合材料的制備及性能研究[J];化工新型材料;2007年10期

10 王國利,周安寧,葛嶺梅,曲建林;煤基聚乙烯/蒙脫土復(fù)合材料的阻燃特性[J];高分子材料科學(xué)與工程;2005年01期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 盛仲夷;謝松桂;;高熱穩(wěn)定性蒙脫土母料的固相插層制備方法及其在工程塑料中的應(yīng)用[A];第七屆全國顆粒制備與處理學(xué)術(shù)暨應(yīng)用研討會論文集[C];2004年

2 鄒華維;賈濤;羅文洲;劉鵬波;;柔性高分子插層蒙脫土制備微納米約束阻尼結(jié)構(gòu)及其環(huán)氧復(fù)合材料體系的研究[A];2011中國材料研討會論文摘要集[C];2011年

3 張永成;趙雨花;亢茂青;王心葵;;納米蒙脫土插層改性水基聚氨酯的制備和表征[A];中國聚氨酯工業(yè)協(xié)會第十二次年會論文集[C];2004年

4 蔡遠(yuǎn)征;郭正虹;方征平;;水熱法合成稀土蒙脫土及其在PA6阻燃中的應(yīng)用[A];2011年全國高分子學(xué)術(shù)論文報告會論文摘要集[C];2011年

5 葉楚祥;郭國忠;;有機(jī)化蒙脫土/PBT納米復(fù)合材料研究[A];2004年全國高分子材料科學(xué)與工程研討會論文集[C];2004年

6 肖紅艷;牟俊莉;陳衍夏;施亦東;;表面改性TiO_2/蒙脫土復(fù)合光催化材料的表面與吸附性能研究[A];中國化學(xué)會第28屆學(xué)術(shù)年會第17分會場摘要集[C];2012年

7 王玉花;鄧飛;蔣濤;;尼龍6/蒙脫土納米復(fù)合材料的結(jié)晶行為的研究[A];2004年全國高分子材料科學(xué)與工程研討會論文集[C];2004年

8 賈麗霞;張國騰;;PU/蒙脫土納米復(fù)合材料的性能研究[A];中國硅酸鹽學(xué)會2003年學(xué)術(shù)年會論文摘要集[C];2003年

9 郝向陽;劉吉平;馮順山;張騫;;MMT/PA納米塑料的阻燃—抗熔滴性[A];納米材料和技術(shù)應(yīng)用進(jìn)展——全國第三屆納米材料和技術(shù)應(yīng)用會議論文集（下卷）[C];2003年

10 郭朝瑩;毛聯(lián)波;解孝林;周興平;曾繁滌;;熱致液晶共聚酯/蒙脫土納米復(fù)合材料的制備與微結(jié)構(gòu)[A];第五屆中國功能材料及其應(yīng)用學(xué)術(shù)會議論文集Ⅱ[C];2004年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 韓秀山 林作川 張?zhí)扉_;納米膨潤土（蒙脫土）在橡膠中的應(yīng)用[N];中國建材報;2007年

2 鄔建軍邋史瑾;輸美紡織品須關(guān)注阻燃性能[N];國際商報;2007年

3 鄔建軍邋史瑾;輸美紡織品務(wù)必關(guān)注阻燃性能[N];寧波日報;2007年

4 房琳;浙江對出口歐美服裝增加阻燃性和鎳釋放檢測要求[N];中國貿(mào)易報;2006年

5 盧雅松;出口歐盟和美國服裝檢測有新要求[N];國際商報;2006年

6 陳家根;出口服裝檢測有新要求[N];新華日報;2006年

7 上海天祥質(zhì)量技術(shù)服務(wù)有限公司 吳穎 王建平;防火阻燃性紡織品的評價標(biāo)準(zhǔn)[N];中國紡織報;2007年

8 記者　 裘立華 和苗;浙江對出口歐美服裝加強(qiáng)檢測[N];經(jīng)濟(jì)參考報;2006年

9 中玻;我國膠粘劑未來發(fā)展趨勢[N];中國高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)導(dǎo)報;2005年

10 王梅;部分安全立網(wǎng)難保安全[N];中國質(zhì)量報;2008年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 陳俊;新型磷—硅阻燃劑的合成及其在聚酰胺6中的應(yīng)用[D];華南理工大學(xué);2011年

2 張穎;蒙脫土的改性及其在汽油脫硫和光催化中的應(yīng)用[D];華東理工大學(xué);2011年

3 劉振興;磷鈣酸插層蒙脫土復(fù)合材料的制備、表征及催化脫硫性能研究[D];北京化工大學(xué);2011年

4 張志奮;漿膜動態(tài)性能研究及其在蒙脫土摻雜漿料改性效果評價中的應(yīng)用[D];東華大學(xué);2010年

5 劉微;光接枝技術(shù)阻燃尼龍66織物的研究[D];北京化工大學(xué);2010年

6 黃國波;聚合物/膨脹型阻燃劑修飾蒙脫土納米復(fù)合材料及性能研究[D];浙江工業(yè)大學(xué);2011年

7 仲含芳;含磷聚硅氧烷的合成及其在PCABS中的應(yīng)用[D];上海交通大學(xué);2008年

8 呂文華;木材/蒙脫土納米插層復(fù)合材料的制備[D];北京林業(yè)大學(xué);2004年

9 雷洪;生物質(zhì)及礦物質(zhì)改性木材膠粘劑機(jī)理與方法研究[D];南京林業(yè)大學(xué);2010年

10 徐錦龍;聚對苯二甲酸乙二醇酯/蒙脫土納米復(fù)合材料的制備、結(jié)構(gòu)及性能[D];浙江大學(xué);2002年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 付夢月;聚苯乙烯/蒙脫土納米復(fù)合材料的制備及其阻燃性能研究[D];河南科技大學(xué);2009年

2 李斌;新型環(huán)保阻燃劑的合成及其在硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料中的應(yīng)用[D];華南理工大學(xué);2012年

3 王東慶;聚丙烯/蒙脫土納米復(fù)合材料的制備與結(jié)構(gòu)性能研究[D];東華大學(xué);2004年

4 李曉冬;尼龍6/蒙脫土納米復(fù)合材料的制備與性能表征[D];吉林大學(xué);2004年

5 佘希林;熔融擠出法制備聚合物/蒙脫土納米復(fù)合材料的研究[D];青島大學(xué);2002年

6 彭登軒;主鏈含磷阻燃共聚酯/蒙脫土納米復(fù)合材料的研究[D];四川大學(xué);2003年

7 方晨鵬;聚丙烯/蒙脫土納米復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)和性能研究[D];浙江大學(xué);2004年

8 王毅;蒙脫土表面改性及聚苯乙烯/蒙脫土納米復(fù)合材料的制備和表征[D];蘭州理工大學(xué);2006年

9 梁國棟;熱塑性樹脂/蒙脫土納米復(fù)合材料制備及性能研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2003年

10 翟紅波;聚乙烯/蒙脫土納米復(fù)合材料的制備和表征[D];合肥工業(yè)大學(xué);2004年

  本文關(guān)鍵詞：新型環(huán)保阻燃劑的合成及其在硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料中的應(yīng)用，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：380212