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《东北林业大学》 2010年
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三聚氰酸螺环磷酸酯的合成及其阻燃PP的研究

姜大伟  
【摘要】: 聚丙烯(PP)是一种易于加工成型、对人体没有毒害、原料价格非常便宜、产量很大的综合性的通用塑料。目前以被人们广泛用于生产生活的各个领域,包括服装,装饰,地板,卫生医疗,土工布,汽车,汽车用纺织品,各种家用纺织品,墙面覆盖等领域。但是聚丙烯(PP)是极易燃烧的材料,氧指数值仅在17%到19%之间,很大程度上限制了在这些领域上的应用。所以,多年来聚丙烯的阻燃研究都是人们研究阻燃领域的一个重点,试图找到一种最佳阻燃剂,并且已经取得一定成就。但近年来,由于人们环保意识的增强,研究低烟,无毒,无腐蚀性气体,可重复利用的聚丙烯阻燃剂已经成为人们的研究热点。 本文设计并合成了一种新型的螺环类膨胀阻燃剂—三聚氰酸螺环磷酸酯(SPCA)。首先用季戊四醇和三氯氧磷为原料反应生成螺环磷酰二氯,再用螺环磷酰二氯作为中间体和三聚氰酸约1:1反应,用丙酮作溶剂,三乙胺作催化剂和缚酸剂,回流约8h左右,得到SPCA,为白色粉末。并对其进行红外、氢核磁、磷核磁等一系列表征。 将合成出来的SPCA以不同比例对PP进行阻燃处理,并对阻燃后的材料进行力学性能,燃烧性能,热降解行为,材料及炭层形貌等研究。结果表明,随着阻燃剂添加量的增加,材料的氧指数值也随着增加,当添加量为30%时,材料能通过垂直燃烧实验V-1级,此时氧指数值为27.1%,同时力学实验表明,阻燃剂的添加还能够增强材料的冲击强度及弯曲强度。样品断裂面扫描电镜分析结果说明SPCA与PP有较好的相容性。材料的锥形量热实验表明,阻燃后材料有较好的燃烧行为,降低了材料的燃烧速率及质量损失率和CO的释放,减少了火灾的危害。 为了进一步提高SPCA的阻燃能力,同时降低阻燃剂的添加量,减少成本,本论文在阻燃剂总添加量为30%不变的情况下,对SPCA与APP以不同比例进行复配阻燃PP进行了研究,对全部比例进行了LOI, UL-94, TGA等实验。这些实验的研究结果表明,SPCA与APP无论以哪一种比例进行复配,阻燃的效果都比单独SPCA加入PP中的阻燃效果要好。综合考虑阻燃剂的添加量,选择当阻燃剂总添加量为30%时,SPCA和APP添加量比例为1:1进行CONE和SEM实验,实验结果表明APP的加入,很大程度上增强了SPCA的阻燃能力。
【学位授予单位】:东北林业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TQ325.14

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