聚苯乙烯（Polystyrene,PS）作為五大通用塑料之一,以其優(yōu)越性能而被廣泛的應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。然而聚苯乙烯極易燃燒,并且在燃燒過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重滴落,這對(duì)聚苯乙烯的應(yīng)用產(chǎn)生了極大的影響。為了提高聚苯乙烯的阻燃性能,向聚苯乙烯中添加膨脹型阻燃劑是常用方法,而采用協(xié)效劑（例如納米鈣,石墨烯,碳納米管和介孔二氧化硅等）提高膨脹阻燃劑的阻燃效率是近年來(lái)研究的熱點(diǎn)。本文以季戊四醇（Pentaerythritol,PER）和聚磷酸銨（Ammonium Polyphosphate,APP）為膨脹阻燃劑（IFR）,分別采用納米二氧化硅、微米二氧化硅以及中空二氧化硅為協(xié)效劑,采用熔融共混法制備PS/IFR/Si O₂復(fù)合材料。利用極限氧指數(shù)、垂直燃燒等手段研究復(fù)合材料的阻燃性能,利用掃描電子顯微鏡表征復(fù)合材料燃燒后的炭層形貌,通過(guò)錐形量熱儀研究復(fù)合材料的燃燒行為,采用熱重分析研究復(fù)合材料的熱降解過(guò)程,獲得了二氧化硅協(xié)效膨脹阻燃聚苯乙烯的性能及其阻燃機(jī)理。研究結(jié)果表明,三種二氧化硅（納米二氧化硅,微米二氧化硅以及中空二氧化硅）對(duì)復(fù)合材料的LOI的影響規(guī)律一致,當(dāng)二氧化硅添加量為0... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱理工大學(xué)黑龍江省

【文章頁(yè)數(shù)】：53 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

技術(shù)路線圖

-11-第3章PS/IFR/SiO2復(fù)合材料阻燃性能研究本章選用三種二氧化硅(納米二氧化硅、微米二氧化硅和中空二氧化硅)，采用熔融混合法制備了PS/IFR/SiO2阻燃復(fù)合材料，研究了三種二氧化硅對(duì)復(fù)合材料阻燃性能的影響規(guī)律。3.1納米二氧化硅對(duì)復(fù)合材料的阻燃性能影響膨脹阻燃劑添加量為25wt.%和30wt.%，研究了不同納米二氧化硅添加量（0、0.25wt.%、0.5wt.%、1wt.%和2wt.%）對(duì)復(fù)合材料阻燃性能的影響。采用掃描電子顯微鏡表征了納米二氧化硅的形貌。納米二氧化硅的SEM形貌如圖3-1所示。從圖中可以看出納米二氧化硅顆粒尺寸為納米級(jí)，比表面積較大，因此存在輕微的團(tuán)聚現(xiàn)象，并且團(tuán)聚成幾微米的顆粒。圖3-1納米二氧化硅的SEM圖Figure.3-1SEMimageofNanosilica3.1.1納米二氧化硅對(duì)復(fù)合材料極限氧指數(shù)的影響IFR總添加量25wt.%時(shí)，不同納米二氧化硅添加量（0wt.%、0.25wt.%、0.5wt.%、1.0wt.%和2.0wt.%）的PS/IFR/SiO2的極限氧指數(shù)結(jié)果如圖3-2所示。從圖3-2中可以看出，納米二氧化硅的添加對(duì)于PS/IFR/SiO2復(fù)合材料的LOI產(chǎn)生了顯著的影響。膨脹阻燃劑添加量為25wt.%時(shí)，PS/IFR復(fù)合材料的極限氧指數(shù)為24.3；當(dāng)添加0.25wt.%的納米二氧化硅時(shí)，PS/IFR/SiO2復(fù)合材料的極限氧指數(shù)提高到24.9。然而，繼續(xù)提高納米二氧化硅在阻燃劑中的添加

-14-表3-2PS/IFR30/SiO2復(fù)合材料的垂直燃燒測(cè)試結(jié)果Table.3-2verticalcombustionofPS/IFR/SiO2compositeswith樣品t1t2UL-94等級(jí)PS/IFR30≤10s≤10sV-0PS/IFR30/nSi0.25≤10s≤10sV-0PS/IFR30/nSi0.5≤10s≤10sV-0PS/IFR30/nSi1≤10s≤10sV-0PS/IFR30/nSi2≤10s≤10sV-03.1.3納米二氧化硅對(duì)復(fù)合材料燃燒后炭層形貌的影響采用掃描電子顯微鏡觀察了PS/IFR/SiO2復(fù)合材料燃燒炭層的表面形貌。圖3-4為阻燃劑總添加量30wt.%時(shí)復(fù)合材料的炭層形貌。圖3-4PS/IFR/nSiO2復(fù)合材料表面炭層SEM圖Figure3-4SEMimageofthesurfacecarbonlayerofthePS/IFR/nSiO2compositemateriala)、b）為PS/IFR30的SEM圖；c)、d）為PS/IFR30/nSi0.25的SEM圖；e)、f）為PS/IFR30/nSi2的SEM圖；PS/IFR復(fù)合材料表面炭層見(jiàn)圖3-4(a)和(b)，炭層連續(xù)性較好。添加0.25wt.%的納米二氧化硅時(shí)，復(fù)合材料的炭層致密性增加（見(jiàn)圖3-4d）；添加2.0wt.%的的納米二氧化硅時(shí)，復(fù)合材料的炭層致密性進(jìn)一步增加（見(jiàn)圖3-4f）�？梢�(jiàn)，隨著納米二氧化硅添加量的增加，炭層表面更致密，說(shuō)明納米二氧化硅的添加對(duì)于復(fù)合材料炭層致密性有利。a)e)bf)cd)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]納米石墨微片對(duì)無(wú)鹵阻燃聚苯乙烯阻燃性能的影響[J]. 孟祥飛,石虎,王繼華,王永亮,韓志東.  陶瓷學(xué)報(bào). 2019(05)
[2]微膠囊紅磷對(duì)高抗沖聚苯乙烯的阻燃作用及機(jī)理[J]. 賀云鵬,李行,劉繼純.  塑料科技. 2019(09)
[3]有機(jī)蒙脫土與膨脹阻燃劑協(xié)同阻燃聚丙烯[J]. 陳寶書(shū),廖力,趙天寶,左龍,黃麗萍,唐齊駿.  化工新型材料. 2018(11)
[4]無(wú)機(jī)阻燃劑的研究進(jìn)展[J]. 黨力,呂智慧.  中國(guó)塑料. 2018(09)
[5]Al（OH）3-磷雜化聚合物/聚苯乙烯復(fù)合材料的協(xié)同阻燃效應(yīng)[J]. 郭軍紅,許芬,郭永亮,王文華,慕波,楊保平,崔錦峰.  材料導(dǎo)報(bào). 2018(14)
[6]磷雜化低聚物/聚苯乙烯材料的制備及阻燃性能[J]. 郭軍紅,許芬,包雪梅,慕波,楊保平,崔錦峰.  精細(xì)化工. 2018(04)
[7]阻燃型氫氧化鎂在聚苯乙烯中的應(yīng)用[J]. 殷海青,李國(guó)珍,祁正興.  應(yīng)用化工. 2018(06)
[8]淺析聚苯乙烯泡沫塑料在建筑樓板中的應(yīng)用[J]. 許振廣,邱鐘宏,吳智鋒,鄒燦林,范萍.  江西建材. 2018(03)
[9]環(huán)保型溴—銻阻燃體系在聚苯乙烯中的應(yīng)用[J]. 許賀,王利,孫佳惠,張勝,苑會(huì)林,谷曉昱,孫軍,李洪飛.  工程塑料應(yīng)用. 2017(12)
[10]殼聚糖-石墨烯-聚磷酸銨阻燃棉織物的研究[J]. 靳洋,王永亮,楊新春,王懷志,李鳳會(huì).  陶瓷學(xué)報(bào). 2017(03)

博士論文
[1]新型磷氮化合物的合成及其阻燃聚苯乙烯的研究[D]. 臺(tái)啟龍.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2012

碩士論文
[1]阻燃PS保溫材料的制備及其阻燃性能研究[D]. 王妍.首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué) 2015
[2]阻燃聚苯乙烯復(fù)合材料的制備及性能研究[D]. 蘇超.太原理工大學(xué) 2014



本文編號(hào)：3247616