固體酸磷酸硼催化成炭阻燃環(huán)氧樹脂及機(jī)理研究
發(fā)布時間:2021-03-30 10:27
隨著全球阻燃法律法規(guī)的逐步完善和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的提高,傳統(tǒng)阻燃劑在面對“設(shè)計(jì)阻燃劑及阻燃聚合物材料需要考慮環(huán)境穩(wěn)定性及可持續(xù)發(fā)展的最新需求”和解決“阻燃劑的使用在降低火災(zāi)發(fā)生率和對生態(tài)環(huán)境負(fù)面影響之間處于兩難”方面的問題時顯示出難以跨越的技術(shù)瓶頸。將少量催化成炭添加劑用于聚合物,通過催化作用改變聚合物熱降解模式并促進(jìn)成炭而發(fā)揮阻燃功能的催化成炭阻燃技術(shù)在解決上述問題和滿足發(fā)展需求方面顯現(xiàn)了優(yōu)勢,已成為阻燃領(lǐng)域最為活躍和最具發(fā)展?jié)摿Φ难芯糠较蛑弧1疚囊耘鹚岷土姿釣榍败|物,通過高溫煅燒法制備了含有Br?nsted酸和Lewis酸性位點(diǎn),且兼具酸性可調(diào)和陶瓷功能的三種固體酸磷酸硼(Boron phosphate,BP)。以環(huán)氧樹脂(EP)為例,將BP作為催化成炭添加劑,研究了BP對EP固化、熱學(xué)、力學(xué)和阻燃性能的影響,通過在氮?dú)夂涂諝鈿夥罩袩峤到庑袨榈姆治?研究了BP對EP的催化成炭阻燃機(jī)理。(1)制備的三種固體酸BP為納米級耐高溫白色固體粉末,其硼與磷(B/P)原子摩爾比分別約為1.27、1.06和0.84(BP1.25、BP1和BP0.8)。酸強(qiáng)度和Br?nsted酸性位點(diǎn)數(shù)目由大到小的順序...
【文章來源】:北京理工大學(xué)北京市 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】:148 頁
【學(xué)位級別】:博士
【部分圖文】:
Fullerene、carbonnanotubes及graphene的結(jié)構(gòu)示意圖
P/BP 復(fù)合物的制備工藝流程如圖 2.1 所示。根據(jù)表 2.3 列出的化學(xué)組成,分散液同環(huán)氧樹脂單體 E-44 在 80 °C 機(jī)械攪拌 1 h 后,放置于 80 °C 真 脫除溶劑乙醇,將固化劑 m-PDA 加入混合體系中攪拌均勻,然后于 80 °脫氣,最后將混合物注入模具中,并于 80 °C 和 120 °C 下分別固化 1 h EP/BP 復(fù)合物。
樣品測試均在實(shí)驗(yàn)開始后 400 s 內(nèi)完成。每個樣品重復(fù)測試兩次,取平均值。(14) 火焰穿透測試采用自制火焰穿透測試儀 (測試裝置示意圖如圖2.2所示) 測試EP和EP/BP復(fù)合物的耐火焰穿透性能。樣品尺寸為 100 × 100 × 3 mm3,平行測試 3 塊樣品。測試時,以液化石油氣為燃料,噴槍火焰正面燃燒樣品,火焰溫度約 700 °C;固定噴槍與樣品的距離約 10 cm,將熱電偶固定于樣品底部,通過數(shù)據(jù)接收器和電腦輸出樣品底部溫度隨測試時間變化的數(shù)據(jù)。圖 2.2 火焰穿透測試裝置示意圖(15) 熱失重-傅立葉變換紅外光譜聯(lián)用分析熱失重-傅立葉變換紅外光譜聯(lián)用分析 (TGA-FTIR) 是通過載氣,不斷地將樣品在熱失重分析中所產(chǎn)生的熱解揮發(fā)性產(chǎn)物輸送到紅外檢測室中,并由檢測器實(shí)時記錄
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]C/C復(fù)合材料磷酸鹽防氧化涂層(英文)[J]. 侯亮亮,羅瑞盈,畢燕洪,李軍,羅京華,金志浩. 新型炭材料. 2006(04)
[2]阻燃領(lǐng)域中一些重要的理論研究課題及其進(jìn)展[J]. 歐育湘,鄭德,陳宇,韓廷解. 塑料. 2006(01)
[3]未來的高效阻燃系統(tǒng)[J]. 歐育湘,李巧玲. 化工進(jìn)展. 1998(04)
博士論文
[1]石墨烯的功能化及其環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的阻燃性能及機(jī)理研究[D]. 王鑫.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2013
本文編號:3109357
【文章來源】:北京理工大學(xué)北京市 211工程院校 985工程院校
【文章頁數(shù)】:148 頁
【學(xué)位級別】:博士
【部分圖文】:
Fullerene、carbonnanotubes及graphene的結(jié)構(gòu)示意圖
P/BP 復(fù)合物的制備工藝流程如圖 2.1 所示。根據(jù)表 2.3 列出的化學(xué)組成,分散液同環(huán)氧樹脂單體 E-44 在 80 °C 機(jī)械攪拌 1 h 后,放置于 80 °C 真 脫除溶劑乙醇,將固化劑 m-PDA 加入混合體系中攪拌均勻,然后于 80 °脫氣,最后將混合物注入模具中,并于 80 °C 和 120 °C 下分別固化 1 h EP/BP 復(fù)合物。
樣品測試均在實(shí)驗(yàn)開始后 400 s 內(nèi)完成。每個樣品重復(fù)測試兩次,取平均值。(14) 火焰穿透測試采用自制火焰穿透測試儀 (測試裝置示意圖如圖2.2所示) 測試EP和EP/BP復(fù)合物的耐火焰穿透性能。樣品尺寸為 100 × 100 × 3 mm3,平行測試 3 塊樣品。測試時,以液化石油氣為燃料,噴槍火焰正面燃燒樣品,火焰溫度約 700 °C;固定噴槍與樣品的距離約 10 cm,將熱電偶固定于樣品底部,通過數(shù)據(jù)接收器和電腦輸出樣品底部溫度隨測試時間變化的數(shù)據(jù)。圖 2.2 火焰穿透測試裝置示意圖(15) 熱失重-傅立葉變換紅外光譜聯(lián)用分析熱失重-傅立葉變換紅外光譜聯(lián)用分析 (TGA-FTIR) 是通過載氣,不斷地將樣品在熱失重分析中所產(chǎn)生的熱解揮發(fā)性產(chǎn)物輸送到紅外檢測室中,并由檢測器實(shí)時記錄
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]C/C復(fù)合材料磷酸鹽防氧化涂層(英文)[J]. 侯亮亮,羅瑞盈,畢燕洪,李軍,羅京華,金志浩. 新型炭材料. 2006(04)
[2]阻燃領(lǐng)域中一些重要的理論研究課題及其進(jìn)展[J]. 歐育湘,鄭德,陳宇,韓廷解. 塑料. 2006(01)
[3]未來的高效阻燃系統(tǒng)[J]. 歐育湘,李巧玲. 化工進(jìn)展. 1998(04)
博士論文
[1]石墨烯的功能化及其環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的阻燃性能及機(jī)理研究[D]. 王鑫.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2013
本文編號:3109357
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