无卤阻燃聚氨酯的制备与性能研究

来源 :山东理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:imlym
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
聚氨酯(PU)制备耗能低,并具有质轻、易加工、减震、隔热、吸声、耐磨等多种优异性能,广泛应用于汽车制造、交通运输、鞋类、石油化工、航空、医疗、农业等众多领域。但由于PU在空气中极易燃烧,其应用受到了很大的局限性。含卤化合物具有优良的阻燃性能,曾作为阻燃材料被广泛使用。但火灾发生时,这类含卤化合物会产生大量的烟雾和有毒的腐蚀性卤化氢气体,造成二次危害。因此,无卤阻燃是目前PU阻燃的主要发展趋势之一。本课题主要研究了无卤添加型阻燃剂对聚氨酯泡沫塑料(PUF)性能的影响,同时研究了含磷反应型阻燃剂的制备及其在热塑性聚氨酯(TPU)中的应用。主要研究内容及结果如下。(1)采用一步发泡法,将次磷酸铝(ALHP)和聚磷酸铵(APP)与组合聚醚多元醇充分混合,并与多异氰酸酯(黑料)反应制备了阻燃PUF,研究了次磷酸铝/聚磷酸铵复配阻燃剂(ALHP/APP)对PUF阻燃性能、热稳定性能、燃烧行为、表观密度、拉伸强度以及成炭性能的影响。极限氧指数(LOI)测试结果表明,ALHP单独添加时的阻燃效果比APP优异;单独添加25 wt%的ALHP时,PUF的LOI为27%,而当ALHP/APP的添加量为25 wt%,ALHP与APP的质量比为5:1时,PUF的LOI为28%;随着ALHP/APP中APP比例的增加,PUF的表观密度和拉伸强度逐渐增大;热失重分析(TGA)结果表明,ALHP/APP的加入降低了PUF的初始热分解温度,但增加了PUF在高温下的热稳定性能,提高了PUF在700℃时的残炭率;锥形量热测试(CCT)结果表明,ALHP/APP的加入降低了PUF的最大热释放速率(PHRR)、最大质量损失速率(PMLA)和平均质量损失速率(AMLA),提高了PUF在辐照下的质量保留率。残炭的FTIR和SEM显示,阻燃剂分解产生了含磷物质,促进基体成炭,确保基体不会被进一步破坏。(2)以2-羧乙基苯基次膦酸(CEPPA)和乙二醇(EG)为原料合成了聚羧乙基苯基次膦酸乙二酯(PCEPEP),采用FTIR对其结构进行了表征,通过化学滴定分析了EG与CEPPA的摩尔比对PCEPEP酸值和羟值的影响。为了降低PCEPEP的酸值,利用环氧丙烷(PO)、碳酸二甲酯(DMC)和碘甲烷(MEI)三种封端剂分别对PCEPEP进行封端处理,研究了PO的用量、DMC的封端温度以及MEI的封端溶剂对封端产物酸值和状态的影响,并以此得到最佳封端产物。将封端效果最好的含磷反应型阻燃剂(PCEPEP-PO)用于制备TPU,并对TPU的各项性能进行了研究。结果表明,随着醇酸比的增加,PCEPEP的酸值下降,羟值上升;当PO与PCEPEP中酸性官能团的摩尔比为6:1时,PCEPEP的封端效果最佳;随着PCEPEP-PO含量的增加,硬段含量增加,使得TPU的硬度和拉伸强度有所增加;当PCEPEP-PO的含量为20 wt%时,TPU的LOI从26.5%提升至28.8%;PCEPEP-PO的加入降低了TPU的初始热稳定性,但有效的提高了TPU在高温下的热稳定性以及700℃下的残炭率;与未改性的TPU相比,添加20 wt%PCEPEP-PO的TPU的热释放速率(HRR)、平均热释放速率(AHRR)、总热释放量(THR)和总烟释放量(TSR)分别降低了3.8%、41.6%、72.2%和39.3%,辐照下的质量保留率提升了351.9%;PCEPEP-PO增加了TPU的成炭性能,阻隔了热量和氧气的传递,发挥了良好的阻燃效果。
其他文献
催化生物质与富氢塑料共热解制备芳烃的综合利用方式得到越来越多的重视。近年来,HZSM-5分子筛催化剂因具有特殊的孔道结构、酸性质,在生物质/塑料共热解制备芳烃过程中,表现出优良的催化效果,但其孔道结构非常的小,初级热解大分子物质极易与其表面酸位点作用形成焦炭,造成催化剂失活。因此,本文选取具有高比表面积、丰富表面官能团、可调节且发达孔道结构的活性炭作为催化剂,开展活化改性活性炭和其作为炭基催化剂催
为了社会可持续发展,发展高效电动汽车势在必行。当前发展阶段,锂电池凭借能量密度高等优势,成为电动汽车能量源的首要选择。但在负载突变工况下,锂电池会急剧大功率电流充电或放电,对车载能源系统效率和寿命产生负面影响;其次,锂电池受电池中活性物质化学反应速度的影响,高强度制动工况下能量回收能力有限,从而影响整车能量回收效率。由于具有功率密度高、能量转化效率高等特点,飞轮适合作为电动汽车的辅助能量源,可以有
随着社会的不断发展和进步,电力系统中的感性无功负荷越来越多,系统对于无功电源的需求也越来越高。现有的无功补偿装置种类繁多,但在众多的无功补偿装置中,电力电容器成套装置因具有制造简单、成本低、运行可靠性高等优点而得到广泛应用。串联电抗器和电力电容器是电力电容器成套装置无功补偿回路中最主要的电气设备,然而在实际的运行过程中,往往会发生一些故障,若故障设备得不到及时发现和处理,不仅会影响电力电容器成套装
由于抗生素的滥用和不恰当处理,在环境中检测到越来越多的抗生素,这给生态环境和人类健康带来巨大的威胁。采用吸附、膜分离、活性污泥法等传统方法处理抗生素时,通常存在去除效率低、易产生二次污染等问题。因此,亟需开发一种高效的抗生素处理技术。介质阻挡放电等离子体(DBD)作为高级氧化法(AOPs)之一,由于其非选择性和高效性受到越来越多的关注,但DBD也存在着能量利用率低等缺陷,针对这些问题,将催化材料引
铁路运输业是国民经济发展的大动脉,近年来,中国铁路运输企业正逐渐向现代经营型企业转变。袋装货物的装卸是铁路运输中至关重要的一环,发展机械化、自动化、智能化袋装货物装卸机械,以满足现代铁路物流运输业的需要,是当前亟需解决的课题。本文在现有袋装货物装卸机械的基础上,针对铁路货运站、码头等环境的袋装货物装卸机械进行了研究设计,具体研究内容如下。对国内外袋包装卸机械的研究现状进行了分析,在此基础上,进行了
在当前全球能源需求日益增加、环境恶化的巨大挑战下,发展新能源汽车在国际国内汽车行业已经形成广泛共识。近年来,混合动力系统作为新能源汽车的核心部件,被各大车企及高校院所积极地开发和研究。现有的功率分流式混合动力系统在发动机带动发电机工作模式下的能量转换过程较复杂,系统工作效率有待进一步提高。因此,本文设计研究了一种功率分流式约束活塞混合动力系统,并围绕该系统开展了系统构型分析与整车建模、能量管理策略
随着“中国制造2025”强国战略的稳步推进,机械制造业在近几年发展极为迅速,精密重载齿轮箱日益广泛地应用到工程机械、重载装备等领域,随着我国逐步从制造大国向制造强国转变,影响齿轮传动特性的关键技术也亟待解决。与国外先进水平相比,国内生产的精密齿轮箱依旧存在传动效率低、振动噪声大的缺点,而齿轮作为精密齿轮箱的核心零部件,直接决定着重载或精密装备的动态性能、精度水平和可靠性,齿轮及齿轮传动系统关键技术
随着我国配电网的快速发展,以电缆线路为主的中性点不接地大容量配电网络广泛存在,因此对地电容电流越来越大,这直接导致配电系统单相接地故障的频繁发生而且难以避免。一般情况下这种故障的破坏力较弱而且有着较低的电弧能量等特点,因此如果能够对电弧进行及时的消灭,那么绝大多数此类故障都能够实现“自愈”。但是如果出现故障后没有及时的熄灭电弧,那么配电线路的绝缘可能会受到破坏,甚至可能会给整个配电系统造成短路故障
对于大多数铁基超导体而言,其母体本身具有反铁磁涨落,通过化学或物理手段压制母体本身的反铁磁涨落可以诱发超导电性,这已成为探索新型超导体的重要手段。然而对于Th N阻挡层超导化合物Th Fe As N来说,其母体本身并无反铁磁涨落,在不经任何处理的情况下可呈现高达30 K的超导电性。为了探究其超导电性的起源,本论文对铁基超导体Th Fe As N母体及掺杂电子样品的结构、磁性、输运及XPS数据进行了
氧化锌(Zn O)作为常见的半导体金属氧化物,因其稳定的物理和化学性质、大的禁带宽度(3.37 e V)以及制备简单等优点引起广泛关注,经常被应用于气体传感器、光催化以及太阳能电池等领域。本论文对多孔Zn O基复合材料的制备以及气敏性能进行了系统的研究。具体研究内容如下:(1)Co-C3N4/Zn O复合材料的制备及BTEX气敏性能的研究本研究采用简单的水热法制备了Zn O前驱体纳米片,并利用前驱