熱塑性聚氨酯（TPU）是兼具塑性和彈性體性能的一類高分子材料,已廣泛用于交通設(shè)備、航空航天、汽車配件和電線電纜等領(lǐng)域。但是,TPU極易燃燒,并伴有大量的熔滴和有毒濃煙,因此有必要對其進(jìn)行阻燃處理,實現(xiàn)抑煙和抗熔滴。數(shù)十年來,各類阻燃劑已用于TPU的阻燃。其中,聚磷酸銨（APP）在聚醚型TPU阻燃效果較好;但是,APP的高使用量嚴(yán)重破壞其機(jī)械性能,因而,協(xié)效阻燃勢在必行。目前,金屬有機(jī)骨架材料（MOF）已用于環(huán)氧樹脂（EP）、聚苯乙烯（PS）、聚乳酸（PLA）等材料阻燃;然而,將MOF用于TPU/APP體系中進(jìn)行阻燃探究鮮有報道。本文通過溶劑法,制備一種鈷基金屬有機(jī)骨架材料和兩種沸石類咪唑骨架-67材料衍生物,與聚磷酸銨協(xié)效阻燃熱塑性聚氨酯,在達(dá)到TPU阻燃標(biāo)準(zhǔn)的同時降低了 APP添加量。并對三種MOF及衍生物的分子結(jié)構(gòu)和TPU/APP/MOF復(fù)合材料的阻燃性能、熱穩(wěn)定性以及力學(xué)性能進(jìn)行了表征和分析。主要研究成果如下:（1）通過兩步法合成制備鈷金屬有機(jī)骨架材料（Co-MOF）,將Co-MOF與APP協(xié)效阻燃TPU。結(jié)果表明:Co-MOF成功制備;當(dāng)1.5 wt.%Co-MOF與4.5wt... 

【文章來源】：北京化工大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：106 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－２熱塑性聚氨酯硬軟段微相分離示意圖??

負(fù)面作用：首先，一些阻燃??劑的添加量大導(dǎo)致聚合物力學(xué)性能明顯下降，另外，一些含磷等阻燃劑泄露到水??環(huán)境中，對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生污染。因此，研宄人員不斷嘗試采用一些納米阻燃劑，??降低阻燃劑使用量，實現(xiàn)阻燃的同時也獲得力學(xué)性能較好復(fù)合材料。??在納米阻燃體系中，碳基材料富含碳源，在凝聚相阻燃發(fā)揮重要作用。碳納??米材料是指分散相尺度至少有一維小于ｌＯＯｎｍ的碳材料ｔ３１］，在阻燃領(lǐng)域運用較??廣泛的碳納米材料，按其空間維度大致可以分為零維、一維和二維碳納米材料三??類［３２］，其結(jié)構(gòu)如圖１－４所示：??碳納米球?碳納米管?石墨烯??圖１－４三種碳納米材料模型圖??Ｆｉｇｕｒｅ?１－４．?Ｔｈｒｅｅ?ｍｏｄｅｌｓ?ｏｆ?ｃａｒｂｏｎ?ｎａｎｏｍａｔｅｒｉａｌｓ??１．５．１零維碳納米材料??零維碳納米材料（Ｏ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ?ｎａｎｏｍａｔｅｒｉａｌｓ）是在三維空間尺度方向上均??處于納米尺度的一類碳材料，一般為球形或類球形［３３＿３４１。零維碳納米材料有很多，??比如炭黑、金剛石、碳Ｍ等，其中，炭黑在阻燃復(fù)合材料中運用較為常見，也??經(jīng)常用做成炭劑和提高聚合物材料導(dǎo)電性。Ｔａｎｇ［３５ｌ等在制備導(dǎo)電聚丙烯／碳纖維??復(fù)合材料的同時，將炭黑引入體系中，發(fā)現(xiàn)復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性提高、熱量釋放??大幅度下降和導(dǎo)電性明顯提升，說明炭黑在導(dǎo)電的同時也具有提高復(fù)合材料熱穩(wěn)??定性和阻燃型的多功能作用；Ｊｉａｏ［３６ｌ等將炭黑添加到聚磷酸銨／熱塑性聚氨酯阻??燃體系中，體系的煙霧釋放量進(jìn)一步降低，并且焦炭量增多，取得較好阻燃效果；??郭垂根［３７］等對炭黑進(jìn)行改性用到木塑阻燃體系，使復(fù)合材料的的熱釋放速率降??１０??

等）、鉬系化合物、含鋅化合物（氧化鋅等）、二茂鐵及含鐵化合物??等；在抑煙機(jī)理上主要是減少芳烴的釋放以及在凝聚相促進(jìn)交聯(lián)，增加成炭量，??吸附和抑制煙氣釋放。??近幾年，一種新型的金屬有機(jī)骨架材料被用于各種聚合物材料阻燃研宄，特??別是在煙氣和凝聚相阻燃。金屬有機(jī)骨架材料（Ｍｅｔａｌ－ＯｒｇａｎｉｃＦｒａｍｅｗｏｒｋｓ，簡稱??ＭＯＦ））是繼分子篩和碳基材料之后的一種新型多功能多孔材料。ＭＯＦ是由有機(jī)??配體與金屬離子經(jīng)過配位而自組裝而形成的多孔配位聚合物［５４］，其構(gòu)造簡式如??圖１－５所示：??金屬離子．?Ａ＂?ｙｆ??有機(jī)配體｜?４ｒ?ｒ??圖１－５金屬－有機(jī)骨架材料結(jié)構(gòu)模擬圖??Ｆｉｇｕｒｅ?１－５．?Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｍｅｔａｌ－ｏｒｇａｎｉｃ?ｆｒａｍｅｗｏｒｋ?ｍａｔｅｒｉａｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ??因而，ＭＯＦ不僅具有剛性和柔性的特征，并且制備方法多樣、比表面積大??和化學(xué)性質(zhì)可調(diào)等特點，在催化、氣體吸附、能源儲備等領(lǐng)域有廣泛的運用［５５］。??ＭＯＦ的合成方法多種多樣，不同點制備條件會獲得比表面積、孔徑大孝形貌??都不一的產(chǎn)物，并且在結(jié)構(gòu)和性能上也有較大差異［５６］。目前，Ｍ〇Ｆ的合成方法??有以下幾種：溶劑法（水熱法）、微波法、機(jī)械化學(xué)合成法、超聲合成法等［５７］，其??１２??

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號：3240910