【摘要】：聚丙烯(PP)因其具有較好的耐酸耐腐蝕性、優(yōu)良的耐熱性、輕質(zhì)以及極高的斷裂伸長(zhǎng)率和抗沖擊強(qiáng)度等特性,在小到日常生活中的容器大到化工廠的罐體以及車(chē)船等都得到了廣泛應(yīng)用。但因PP的極限氧指數(shù)(LOI)僅為18.2 voL%,極易燃燒,限制了PP的運(yùn)用。因此對(duì)PP進(jìn)行阻燃防護(hù)研究,具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。目前,在PP的阻燃研究上使用較多的為磷系阻燃劑,其中聚磷酸銨(APP)由于具有較高的磷、氮比,能同時(shí)發(fā)揮酸源、氣源雙重作用,得到了廣泛的研究。但是由于其存在較強(qiáng)的吸潮性以及與PP相容性較差引發(fā)力學(xué)性能下降等問(wèn)題。因此本文首次選用了一種端羧基超支化聚酯(HBPE)為原材料(其通常作為流變改性劑及增韌劑來(lái)使用),以KH-550為橋梁,通過(guò)兩種方法來(lái)解決上述問(wèn)題——HBPE改性APP(MAPP)以及HBPE包覆APP(MCAPP)。并采用涂層阻燃以及添加型阻燃的方式來(lái)提高PP的火安全性。采用涂層阻燃的方式,首先通過(guò)等離子體處理PP表面,提高其表面能以提高涂層粘附力。然后將MAPP、超支化聚酯(HBPE)和聚乙烯醇縮甲乙醛(PVFA)組成的阻燃涂料通過(guò)提拉法制備了帶有光滑涂層的PP樣條。阻燃涂層具有優(yōu)異的阻燃性、良好的耐水性、較強(qiáng)的粘附力以及較好的柔韌性。其中阻燃涂層厚度為180μm的PP2-2,其LOI可到達(dá)32.2 voL%并順利通過(guò)垂直燃燒測(cè)試(UL-94)V-0等級(jí),在錐形量熱測(cè)試(CCT)中,PP2-2的熱釋放速率峰值(PHRR)、總熱釋放量(THR)、煙釋放速率峰值(PSPR)和火災(zāi)增長(zhǎng)指數(shù)(FIGRA)相較于PP分別下降了82%、30%、60%與95%。阻燃涂層在燃燒過(guò)程中生成的膨脹炭層賦予了體系優(yōu)異的隔熱隔氧作用(凝聚相阻燃作用),且在阻燃過(guò)程生成的水蒸氣、氨氣以及二氧化碳等氣體稀釋了氧氣和可燃?xì)怏w的濃度,進(jìn)一步發(fā)揮著氣相阻燃作用,顯著提高了PP的火安全性。將微膠囊化的APP(MCAPP)通過(guò)添加型阻燃方式制得PP阻燃復(fù)合材料,在20 wt%的添加量下,PP阻燃復(fù)合材料即可獲得良好的阻燃性,其氧指數(shù)達(dá)到32.1 voL%,并獲得UL-94 V-0評(píng)級(jí);隨著添加量達(dá)到25 wt%,氧指數(shù)也增高到34.2 voL%。CCT測(cè)試表明:MCAPP賦予PP較高的火安全性。相較于PP,PPM3的PHRR、THR和FIGRA分別下降了86.8%、56.4%和92.6%,同時(shí)PPM3具有抑煙性——即總產(chǎn)煙量(TSP)和PSPR相較于PP分別下降了79.6%和51.8%。通過(guò)SEM、TG-IR、XPS和LRS分析得知,MCAPP的阻燃效果主要是通過(guò)凝聚相阻燃與氣相阻燃的雙重阻燃機(jī)理得以實(shí)現(xiàn)。拉伸和沖擊測(cè)試表明,20 wt%與25 wt%的添加量下,MCAPP對(duì)PP基體的力學(xué)性能幾乎沒(méi)有影響,而且沖擊性能有所提高。
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TQ325.14
【圖文】：

圖 1-2 聚丙烯的分類Fig. 1-2 Classification of polypropylene加工一般有擠出和模塑兩種方式。常見(jiàn)的擠出方法包括生產(chǎn)熔形成長(zhǎng)輥，以便將來(lái)轉(zhuǎn)化成各種有用的產(chǎn)品：如面罩、過(guò)濾器、。PP 最常見(jiàn)的加工成型技術(shù)是注塑成型，可用于諸如杯子、餐、容器、家用器具和汽車(chē)零件（如電池）等。同時(shí)常用的成型技射拉伸吹塑。因?yàn)樵谥圃觳煌?PP 制品過(guò)程中，可以選擇特定的制添加劑的多少，所以 PP 的使用范圍是較為廣泛的。例如，可加劑以幫助 PP 表面抵抗灰塵和污垢；許多物理精加工技術(shù)也可加工）；表面處理同樣可以應(yīng)用于聚丙烯部件，以促進(jìn)印刷油墨由于 PP 具有高度結(jié)晶結(jié)構(gòu)，所以在固態(tài)下使其膨脹是不易的。PP）可使用化學(xué)或物理發(fā)泡劑的熔融加工制造，同時(shí)，PP 可以

太原理工大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 PP 的燃燒及阻燃機(jī)理燃燒是燃料（還原劑）和氧化劑（通常是大氣中的氧氣提供的氧化）之放熱氧化還原的化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生的氣態(tài)的混合物通常被稱為煙霧。燃燒本的自由基反應(yīng)的復(fù)雜序列,且燃燒時(shí)產(chǎn)生的火焰所散發(fā)的熱量可以使維持。通常，聚合物的燃燒是發(fā)生在界面上（boundary）的，因此又叫。眾所周知，聚合物的燃燒是極其復(fù)雜的，通常氣相、凝聚相同時(shí)進(jìn)行3 所示，在氧氣與熱量的作用下，聚合物發(fā)生熱降解并留下煙霧以及焦charred residue），產(chǎn)生的熱量使基體進(jìn)一步的延續(xù)燃燒。

圖 2-1 MAPP 的合成路線Fig. 2-1 The synthesis route of MAPP2.1.4 測(cè)試與表征傅立葉紅外光譜儀（FT-IR）: 型號(hào)為 Nicolet-710（Bruker），對(duì) APP、K-APP和 MAPP 進(jìn)行紅外測(cè)試。X 射線光電子譜分析（XPS）: 型號(hào)為 ESCALAB 250 X（IThermo Scientific），對(duì) APP 和 MAPP 進(jìn)行 XPS 測(cè)試。場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡（FESEM）: 型號(hào)為 JSM-7001F（JEOL，Japan）對(duì) APP、K-APP 和 MAPP 進(jìn)行 SEM 測(cè)試。熱重分析（TGA）: 型號(hào)為 STA-409 （Netzsch, Germany）對(duì) APP 和 MAPP進(jìn)行熱穩(wěn)定性能分析。水接觸角測(cè)試（WCA）: 型號(hào)為 JC2000DF（北京，中國(guó)）分別對(duì) APP 與

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 章斌;;阻燃塑料用聚磷酸銨粉體的表面改性處理[J];中國(guó)粉體工業(yè);2012年03期

2 者加云;羅勇;謝德龍;何德東;梅毅;陳人杰;;聚磷酸銨的應(yīng)用研究進(jìn)展[J];塑料工業(yè);2019年02期

3 楊旭;張承林;胡義熬;鄧蘭生;;農(nóng)用聚磷酸銨在土壤中的有效性研究進(jìn)展及在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用[J];中國(guó)土壤與肥料;2018年03期

4 亢龍飛;褚貴新;;聚磷酸銨肥料生產(chǎn)工藝及其關(guān)鍵性狀表征[J];磷肥與復(fù)肥;2018年09期

5 王伯通;劉永秀;楊蕾;;快速測(cè)定水溶性聚磷酸銨的聚合率[J];磷肥與復(fù)肥;2017年01期

6 涂仕華;;聚磷酸銨液體肥料的存儲(chǔ)和施用[J];中國(guó)農(nóng)資;2016年45期

7 高祥照;;聚磷酸銨將推動(dòng)磷肥工業(yè)變革[J];中國(guó)農(nóng)資;2016年46期

8 陳明良;;聚磷酸銨:液體肥中的佼佼者[J];中國(guó)農(nóng)資;2016年47期

9 張樹(shù)清;;聚磷酸銨農(nóng)用肥料應(yīng)用前景廣[J];中國(guó)農(nóng)資;2016年44期

10 張承林;;聚磷酸銨肥料應(yīng)因地制宜[J];中國(guó)農(nóng)資;2016年48期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 李曉攀;賀擁軍;梁耀東;閆樹(shù)遠(yuǎn);;超細(xì)聚磷酸銨表面改性研究[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第十六屆膠體與界面化學(xué)會(huì)議論文摘要集——第二分會(huì)：功能微納米材料[C];2017年

2 邵珠寶;陳力;王玉忠;;低分子量Ⅱ-型聚磷酸銨的制備[A];2010年中國(guó)阻燃學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2010年

3 王清才;楊榮杰;;結(jié)晶Ⅱ-型聚磷酸銨的制備與表征[A];2006年全國(guó)功能材料學(xué)術(shù)年會(huì)專輯[C];2006年

4 吳燕鵬;劉保英;李豪;王軍亮;徐元清;房曉敏;丁濤;;酚醛樹(shù)脂/聚磷酸銨/三聚氰胺膨脹阻燃體系阻燃聚甲醛研究[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)2017全國(guó)高分子學(xué)術(shù)論文報(bào)告會(huì)摘要集——主題N：阻燃高分子材料[C];2017年

5 常清琴;;淺議清液型液體復(fù)合肥的研發(fā)和市場(chǎng)分析[A];全國(guó)第九屆新型肥料開(kāi)發(fā)與應(yīng)用技術(shù)交流會(huì)論文資料集[C];2004年

6 靳洋;王永亮;韓志東;楊新春;李保強(qiáng);;殼聚糖-聚磷酸銨-石墨烯阻燃棉織物的研究[A];第十九屆全國(guó)高技術(shù)陶瓷學(xué)術(shù)年會(huì)摘要集[C];2016年

7 李琳珊;陳雅君;王偉;錢(qián)立軍;;磷腈/三嗪雙基分子-聚磷酸銨復(fù)配阻燃體系阻燃聚乳酸[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)2017全國(guó)高分子學(xué)術(shù)論文報(bào)告會(huì)摘要集——主題N：阻燃高分子材料[C];2017年

8 劉君錠;朱峰;;一種具有氣相和凝膠相阻燃的高效無(wú)鹵膨脹型阻燃劑[A];2014年全國(guó)阻燃學(xué)術(shù)年會(huì)會(huì)議論文集[C];2014年

9 李剛;勞家萍;吳濤;楊全嶺;熊傳溪;;高透明阻燃纖維素薄膜的制備及性能[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)2017全國(guó)高分子學(xué)術(shù)論文報(bào)告會(huì)摘要集——主題P：生物基高分子[C];2017年

10 李蕾;殷錚;;聚磷酸銨改性方法初探[A];2004全國(guó)阻燃學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2004年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前7條

1 本報(bào)記者 鐘欣;農(nóng)用聚磷酸銨引領(lǐng)磷肥液體化新方向[N];農(nóng)民日?qǐng)?bào);2016年

2 馬存金 胡兆平 劉永秀 陳劍秋;聚磷酸銨改土增產(chǎn)效果顯著[N];農(nóng)資導(dǎo)報(bào);2016年

3 左富焰;春節(jié)不松勁 力保開(kāi)門(mén)紅[N];樂(lè)山日?qǐng)?bào);2010年

4 ;云南省化工研究院自主創(chuàng)新成果[N];中國(guó)化工報(bào);2007年

5 本報(bào)記者 吳俊生 通訊員 王浩;甕福發(fā)展戰(zhàn)略全面轉(zhuǎn)型[N];農(nóng)資導(dǎo)報(bào);2016年

6 通訊員　楊文生;環(huán)保型塑料專用料研制成功[N];科技日?qǐng)?bào);2007年

7 記者 呂海波;傳統(tǒng)肥企搶抓特種肥市場(chǎng)機(jī)遇[N];農(nóng)資導(dǎo)報(bào);2019年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前8條

1 呂明福;聚丙烯/聚磷酸銨復(fù)合材料及其增韌體系的結(jié)構(gòu)和性能[D];北京化工大學(xué);2005年

2 鄭再航;梯度無(wú)鹵阻燃體系的構(gòu)筑及阻燃聚合物的性能研究[D];吉林大學(xué);2015年

3 溫攀月;新型成炭劑的設(shè)計(jì)及其阻燃聚合物材料的熱穩(wěn)定性和燃燒性能的研究[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2017年

4 沙力爭(zhēng);聚磷酸銨—硅藻土復(fù)合阻燃填料的制備及對(duì)紙張阻燃機(jī)理的研究[D];華南理工大學(xué);2016年

5 汪碧波;核—?dú)f(xié)同微膠囊化膨脹型阻燃劑的制備及其交聯(lián)阻燃乙烯—醋酸乙烯酯共聚物性能的研究[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2012年

6 王芳;植物基多孔碳制備、改性及協(xié)同阻燃環(huán)氧樹(shù)脂機(jī)理的實(shí)驗(yàn)與模擬研究[D];北京理工大學(xué);2016年

7 吳昆;膨脹型阻燃劑核—?dú)そY(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、制備及其阻燃性能的研究[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2009年

8 潘德韜;濕法磷酸制備分子量和晶型可控化聚磷酸銨的研究[D];華東理工大學(xué);2016年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 鐘礦;磷酸二氫銨-尿素合成聚磷酸銨的研究[D];武漢工程大學(xué);2018年

2 諶文玲;UiO-66/聚磷酸銨對(duì)聚苯乙烯阻燃性能的影響研究[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2019年

3 張乃恩;超支化聚酯成炭劑改性及包覆聚磷酸銨阻燃聚丙烯的研究[D];太原理工大學(xué);2019年

4 閆陽(yáng)陽(yáng);聚磷酸銨水溶肥制備工藝研究[D];鄭州大學(xué);2018年

5 徐思思;水溶性聚磷酸銨及淀粉聚磷酸酯的制備研究[D];湖北工業(yè)大學(xué);2018年

6 張慶宇;阻燃增韌聚乳酸材料及其機(jī)理研究[D];北京化工大學(xué);2018年

7 俞寶根;Ⅱ型聚磷酸銨的制備研究[D];昆明理工大學(xué);2017年

8 何達(dá);聚磷酸銨微膠囊/膨脹石墨對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂阻燃性能的影響[D];西南石油大學(xué);2017年

9 石雨丹;聚磷酸銨改性與復(fù)配阻燃劑對(duì)松木的阻燃性能研究[D];西南石油大學(xué);2017年

10 李曉攀;超細(xì)聚磷酸銨疏水改性研究[D];西安科技大學(xué);2017年

本文編號(hào)：2805547