聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）又稱為“有機(jī)玻璃”,是一種光學(xué)性優(yōu)異的高分子材料。它具有良好的電絕緣性能、耐磨耐候性能,被廣泛應(yīng)用于航空航天、移動(dòng)通信、交通運(yùn)輸?shù)雀鱾�(gè)領(lǐng)域。但是PMMA本身耐熱性能很差,屬于極易燃燒的材料,其在錐型量熱測試中的熱釋放速率峰值（PHRR）可高達(dá)1058 k W/m²,并且PMMA的燃燒過程往往伴隨著嚴(yán)重的滴落現(xiàn)象,一旦燃燒將會(huì)造成極大的危害,因此,PMMA阻燃改性研究具有重要意義。目前常用的方法是將PMMA與阻燃劑共混,制得阻燃PMMA,但是這種方法通常以犧牲PMMA的透明度為代價(jià),因此會(huì)顯著限制其在光學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用;另一種方法是將阻燃單體以共聚的方式連接到PMMA分子鏈上,該方法對PMMA透光率的影響較小,但是同時(shí)含有阻燃元素以及不飽和碳碳雙鍵的阻燃劑往往需要一系列復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行制備,成本較高,限制了其大規(guī)模的工業(yè)化應(yīng)用。所以研究開發(fā)簡便易得、成本適宜的透明阻燃PMMA,是當(dāng)前PMMA改性亟待解決的巨大挑戰(zhàn)。本文通過本體共聚合制備得到兼具透明和阻燃性能的PMMA共混物和共聚物,所得到的PMMA不僅具有較好的阻燃性能,而且具有優(yōu)異的透光... 

【文章來源】：浙江工業(yè)大學(xué)浙江省

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

PMMA的結(jié)構(gòu)式Figure1-1.ThechemicalstructureofPMMA

透明阻燃PMMA的制備及其性能研究7圖1-2阻燃劑FR的合成過程[34]Figure1-2.SynthesisprocessofflameretardantFR[34]磷氮元素具有協(xié)同阻燃的效果，磷氮復(fù)配阻燃體系往往具有更加優(yōu)異的阻燃性能。SiqiHuo等[35]通過二苯基次氯代膦酸酯與氨基咪唑發(fā)生反應(yīng)，合成了阻燃劑DA，將其引入EP中（如圖1-3），其與EP表現(xiàn)出較好的相容性，當(dāng)DA引入量為16phr時(shí)，EP復(fù)合材料的LOI可提升至37.2%，并且通過垂直燃燒V-0等級測試。Gaan等[36]從9,10-二氫-9氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物(DOPO)出發(fā)設(shè)計(jì)合成了DOPO基膦酰胺化合物，用于阻燃聚氨酯（PU）。研究結(jié)果表明，其阻燃效果優(yōu)異，僅5wt%的DOPO基膦酰胺化合物的加入即可使PU的阻燃等級提升至HF-1級。李響等[37]利用親核取代反應(yīng)將磷與氮元素連接到同一單體上，合成阻燃劑DHPPOH-NCO，將其用于阻燃EP，研究結(jié)果表明，DHPPOH-NCO引入量為15wt%時(shí)，EP復(fù)合材料的LOI可提升至33.9%。且達(dá)到垂直燃燒V-0等級。對錐型量熱測試之后的殘?zhí)窟M(jìn)行SEM分析發(fā)現(xiàn)，15wt%DHPPOH-NCO/EP的樣品殘?zhí)勘憩F(xiàn)出多孔交聯(lián)結(jié)構(gòu)，表明阻燃劑可分解產(chǎn)生氮?dú)獾炔豢扇細(xì)怏w將炭層吹起，起到膨脹阻燃的效果。

浙江工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文8圖1-3DA的合成工藝[35]Figure1-3.SynthesisprocessofDA[35]1.4.3氮系阻燃劑分子結(jié)構(gòu)中含有氮元素的化合物也常被用作阻燃劑，其在燃燒過程中會(huì)分解產(chǎn)生一些難燃?xì)怏w，如氮?dú)狻睔獾�，這些氣體將維持聚合物燃燒所需氧氣的濃度大大稀釋，從而達(dá)到阻燃的效果[38]。因其阻燃機(jī)理的限制，含氮類阻燃劑單獨(dú)使用時(shí)，往往效果不佳，因此很少單獨(dú)在聚合物基體中使用，通常與磷系阻燃劑復(fù)合使用，研究表明[39-41]，磷氮阻燃體系具有較好的協(xié)同作用。單獨(dú)的含磷阻燃劑在受熱分解聚合過程中產(chǎn)生的聚偏磷酸促進(jìn)聚合物脫水炭化，產(chǎn)生一層致密的炭層覆蓋在聚合物基體表面，起到隔熱隔氧的效果，而氮系阻燃劑存在時(shí)，其燃燒過程中分解產(chǎn)生的不可燃?xì)怏w會(huì)填充在致密的炭層中，使炭層膨脹起來，在聚合物表面形成一層類似泡沫狀的膨脹炭層，通過對該炭層進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，其主要是由P、N、C三種元素組成的交聯(lián)結(jié)構(gòu)，因此具有更加穩(wěn)定的性能，該炭層更為致密，不易被破壞，其隔熱隔氧效果更佳。因此阻燃效果更佳。Gaan等[42]合成三種同時(shí)含有磷和氮的阻燃劑，將其用于棉織物的阻燃，通過研究發(fā)現(xiàn)，磷和氮并非含量越多越好，適當(dāng)?shù)牧椎壤拍苁棺枞夹Ч_(dá)到最佳。同時(shí)磷氮復(fù)配的協(xié)同效果也因聚合物的基體不同而表現(xiàn)出不同的差異,。Nguyen等[43]合成了哌嗪磷酸酯類阻燃劑DPPMP，將其引入PC基體中后，阻燃性能優(yōu)異，當(dāng)DPPMP的含量為7wt%時(shí)，PC復(fù)合材料的LOI可提升至33.0%，且能通過垂直燃燒V-0等級，并且無熔滴現(xiàn)象。但將DPPMP引入乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）中，其阻燃效果不顯著，當(dāng)其引入量為20

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號：3379152