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《苏州大学》 2008年
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有机磷化合物对真丝绸的阻燃整理

关晋平  
【摘要】: 真丝绸的阻燃整理,尤其是无甲醛阻燃整理一直以来都是一个挑战,以往的阻燃处理有的不耐水洗,有的虽然阻燃效果良好,但却有甲醛释放问题,严重影响服用功能。鉴于此,本文采用了两种阻燃体系对真丝电力纺进行阻燃整理,获得了优良的且为环境友好的阻燃效果。 本文采用的第一种体系为乙烯基单体与真丝织物接枝共聚进行阻燃改性。本文合成了两种乙烯基含磷单体:1)二乙基-2-甲基丙烯酰氧基-乙基磷酸酯(DEMEP);(DMMEP),并通过红外光谱、~1H核磁共振谱、~(13)C核磁共振谱确定了所得产物即为目标产物。产物DEMEP不溶于水,应用于丝织物前须经预乳化,乳化剂可用Tween 80/Span 80按质量百分比65.9%/34.1%复配使用,用量为DEMEP用量的10%。DMMEP可溶于水,可直接在水溶液中与丝织物进行反应。通过研究接枝工艺参数对接枝率的影响,得出如下较佳的接枝工艺:两种单体质量分数为60-120%(owf),引发剂质量分数0.9-1.0% (owm),温度85℃,时间45-60 min,浴比1:30,反应浴pH值为4.5,反应结束后按下述工艺水洗3次,晾干即可。水洗工艺为:平平加O2g/l,浴比1:50,温度60℃,20分钟。 通过对接枝前后丝织物的红外光谱分析可知,阻燃后丝织物上有明显的阻燃剂分子的吸收;氨基酸分析知阻燃整理后丝织物上的氨基酸含量与未阻燃时显著差异,胱氨酸全部消失,丝氨酸、酪氨酸也减少较多,由此推测了接枝反应的机理;通过X-射线能谱分析可知,随着接枝率的增高,丝织物上的磷含量也在逐渐增加,通过扫描电子显微镜对阻燃整理前后丝纤维的纵向和截面形态的观察可看出,整理后,丝纤维纵向有沟槽,截面出现孔穴,这都表明阻燃剂与丝织物发生了相互作用。通过X-射线衍射可知,阻燃整理后,丝织物的结晶结构并未发生明显的改变,说明反应仅发生在丝织物的无定形区及准结晶区。阻燃处理后,丝织物有一定程度的泛黄,且随着接枝率的增加,白度下降,但泛黄程度并不严重;丝织物的拉伸强力亦稍有下降,但下降幅度不大,最大下降仅为9.6%,不影响真丝织物的服用及其它功能;阻燃整理后不影响丝织物的手感;整理后丝织物的透气性有所下降。 阻燃处理后,丝织物的阻燃性能大大改善,丝织物的氧指数均较未处理丝织物大幅提高。DEMEP处理丝织物接枝率达11.8%以上,DMMEP处理丝织物接枝率达8.1%以上时氧指数便可达到28%以上,即达到遇火自熄的阻燃性能。阻燃整理后丝织物均可通过垂直燃烧测试,可达到中华人民共和国阻燃机织物阻燃性能B2级要求(炭长小于200 mm),阻燃装饰织物阻燃性能B1级要求(炭长小于150 mm)。洗涤30次后,氧指数仍在27%以上,遇火仍可自熄,炭长远远小于178 mm,阻燃性能良好;但洗涤50次后,阻燃性能基本失去,不能通过垂直燃烧测试,而且氧指数也接近未处理丝织物。 通过对阻燃整理前后丝织物进行热重分析知,阻燃后丝织物的起始分解温度降低了将近30℃,达到最大分解速率时的温度也提前了近20℃,而且在600℃裂解结束时,阻燃丝织物的残渣量(26.2%)远远高于未阻燃丝织物(5.3%)。表明此类阻燃剂的阻燃机理是通过使丝织物脱水成炭,减少可燃性气体产物,增加固体炭渣含量,属固相(缩合相、凝聚相)机理。锥形量热仪测试的结果也表明,阻燃整理后,丝织物的点燃时间比未处理时延长了3倍之长,阻燃整理后丝织物难以被点燃,而且一旦点燃后,其热释放速率远远小于未阻燃丝织物。而通过表观动力学的模拟可知,丝织物经阻燃整理后,在主要裂解阶段活化能低于未阻燃时丝织物活化能,表明阻燃整理后更易于裂解。裂解气质联谱测试结果也说明阻燃整理后,丝织物的裂解方式发生了很大变化,受热主要为阻燃剂催化丝织物脱水成炭。 本文采用的第二种阻燃体系为化学交联法。采用的阻燃剂为羟基含磷低聚物HFPO,结构式如下:采用1,2,3,4-丁烷四羧酸(BTCA)作为交联剂,三乙醇胺(TEA)作为共反应剂对真丝电力纺进行阻燃处理,通过对各工艺条件的试验,证明此阻燃剂应用于真丝进行阻燃整理的可行的,并由此得到了比较适合的整理配方:交联剂BTCA与阻燃剂HFPO的最佳摩尔比为1:1.75,催化剂次磷酸钠的用量为BTCA用量的80%,共反应剂三乙醇胺用量为BTCA的25%,pH值调节为2.5,二浸二轧,轧液率为100%,90℃烘干2分钟,160℃烘干2分钟,水洗,烘干。 本文研究了交联剂与阻燃剂及共反应剂的反应机理,指出交联剂BTCA用量并不与阻燃剂的固着成正比,而是存在一个峰值,这是因为交联剂与阻燃剂及丝织物本身存在着竞争反应所致。共反应剂三乙醇胺的添加可提高阻燃剂在丝织物上的固着量,但由于三乙醇胺与阻燃剂、三乙醇胺与BTCA二者之间的竞争反应导致三乙醇胺的用量也是以少量为宜。增大其用量对阻燃效果并无益处,丝织物手感却大受影响。 添加15-30%的阻燃剂HFPO丝织物可具有阻燃效果,氧指数大于27%,且能通过垂直燃烧试验,阻燃后丝织物的白度有所下降,有一定程度的泛黄,织物硬度增加,手感受到一定影响,强力较未处理时有所下降,当阻燃剂添加量为30%时,织物经向强力下降约23%,纬向强力下降约6.8%。水洗15次后仍可通过垂直燃烧试验,但水洗30次后阻燃效果基本消失。 通过热重分析得出丝织物的起始分解温度提前约50℃,裂解结束后炭质残渣的产量也比未阻燃时增加了14个百分点,说明该阻燃剂是在凝聚相起作用从而达到对丝织物的阻燃目的。 本文突破了前人的研究成果,采用新的合成方法成功将乙烯基单体与含磷物质结合起来合成出可和真丝织物接枝共聚的单体,并将其应用于真丝织物上取得了较好的阻燃效果,较低的接枝率便可达到遇火自熄及通过垂直燃烧试验的效果,阻燃后可耐30次水洗,对手感、强力几乎无影响。通过锥形量热仪测知,经阻燃整理后,丝织物的火灾危险性大大降低;并通过利用裂解气质联谱以及对阻燃丝织物表观热裂解动力学的研究,证明了此阻燃剂对丝织物的阻燃效果,并推测了其可能的阻燃机理,为真丝织物的阻燃科学研究提供了的理论和事实依据。在化学交联法阻燃研究的过程中,发现了阻燃剂、交联剂与丝织物的交联机理。
【学位授予单位】:苏州大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TS195.592

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【引证文献】
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1 王昭飞;乙烯基磷酰胺的合成及对真丝的阻燃改性[D];苏州大学;2011年
【参考文献】
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1 黄年华;张强;李治华;;含磷阻燃共聚酯的热降解动力学及耐热性能研究[J];工程塑料应用;2007年11期
2 宋肇棠,徐谷良;真丝绸泛黄机理研究[J];蚕业科学;1991年02期
3 陈国强 ,邢铁玲 ,周翔;Graft Modification of N,N'-methylene- bisacrylamide onto Silk in the Presence of Air[J];Journal of DongHua University;2001年03期
4 刘瑞芹,王会勇,谢雷东,侯铮迟,李林繁,虞鸣,姚思德,盛康龙;丝绸的光引发丙烯酸羟丙酯接枝研究[J];辐射研究与辐射工艺学报;2004年01期
5 孙尧;许国志;;乳液合成配方设计原理[J];塑料制造;2007年03期
6 陈国强;一缩二乙二醇二甲基丙烯酸酯接枝真丝的结构[J];高分子学报;2002年03期
7 牛明军,曹国华,王雅静,李新法,陈金周;阻燃PET的热降解动力学[J];高分子材料科学与工程;2004年05期
8 刘永成,邵正中,孙玉宇,于同隐;蚕丝蛋白的结构和功能[J];高分子通报;1998年03期
9 周宏湘;织物阻燃整理现状及发展趋向[J];广西纺织科技;1995年02期
10 田春明,石建兵,谢吉星,屈红强,徐建中;阻燃棉纤维的热降解研究[J];河北大学学报(自然科学版);2004年01期
【共引文献】
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1 张芳,桑永;阻燃、抗静电PA6的研制[J];工程塑料应用;1994年05期
2 王秀芬,陈大军,周政懋,徐晓楠,郝向阳;无卤抗冲阻燃材料研究[J];工程塑料应用;1997年04期
3 李永华,曾幸荣;苯乙烯系阻燃塑料合金的研究进展[J];工程塑料应用;2002年11期
4 肖望东;阻燃HIPS及其耐候性的研究[J];工程塑料应用;2003年07期
5 熊联明,舒万艮,刘又年,吴志平;环氧树脂/微胶囊红磷电子电气封装材料的研制[J];工程塑料应用;2003年09期
6 万超瑛,张勇,徐宏,古宏晨,黄伟;超细空心微珠填充聚氯乙烯复合材料的研究[J];工程塑料应用;2003年09期
7 陈海群,朱俊武,杨绪杰,陆路德,汪信;微胶囊化红磷及其在阻燃工程塑料中的应用[J];工程塑料应用;2003年10期
8 林群球;煤矿用UHMWPE制品的研制及应用[J];工程塑料应用;2004年08期
9 周健;环保型无卤阻燃聚丙烯的研制[J];工程塑料应用;2004年10期
10 肖望东;阻燃ABS及其耐热性研究[J];工程塑料应用;2004年11期
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1 杨玲;钮英建;;基于热重法的电缆材料热解动力学研究[A];中国职业安全健康协会2011年学术年会论文集[C];2011年
2 蔡继宝;王素方;刘百战;苏庆德;;裂解-气相色谱/质谱及其烟草方面的应用研究[A];安徽省第五届“兴皖之光”青年学术年会论文集(理科卷)[C];2005年
3 赵华伟;时虎;;核壳处理技术在阻燃防火中的应用[A];2011安徽省科协年会——海湾杯“社会消防安全管理创新”专题年会论文集[C];2011年
4 张同来;刘芮;杨利;周遵宁;;含能材料安定性的动态真空安定性研究方法[A];全国危险物质与安全应急技术研讨会论文集(上)[C];2011年
5 臧娜;钱新明;;过氧化月桂酰的热分解动力学研究[A];全国危险物质与安全应急技术研讨会论文集(上)[C];2011年
6 王晓君;许博;刘吉平;;硝酸异丙酯热性能研究进展[A];全国危险物质与安全应急技术研讨会论文集(上)[C];2011年
7 郝龙云;蔡玉青;;棉/毛混纺织物耐久压烫整理与活性染料染色同浴工艺研究[A];“亚伯”杯2011年第五届全国纺织印染助剂学术交流会论文集[C];2011年
8 朱江;;我国阻燃制品监督管理工作的思考与对策[A];2010中国消防协会科学技术年会论文集[C];2010年
9 覃文清;;水性薄型钢结构防火涂料的研究[A];2010中国消防协会科学技术年会论文集[C];2010年
10 张鹏;职慧珍;杨锦飞;;羟甲基苯基次膦酸的合成研究[A];2012年中国阻燃学术年会论文集[C];2012年
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1 王冰;降解丝素放线菌的分离鉴定、发酵条件优化及其降解机制研究[D];山东农业大学;2009年
2 李佳;g-HA/PLA生物复合材料的制备与性能研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
3 高传慧;碱式硫酸镁晶须的合成及表面改性研究[D];中国海洋大学;2010年
4 李忠;聚合物/无机物/生物质杂化复合材料及其陶瓷材料的研究[D];合肥工业大学;2010年
5 熊思江;污泥热解制取富氢燃气实验及机理研究[D];华中科技大学;2010年
6 王文涛;天然橡胶/蒙脱土纳米复合材料的阻隔性及相关性能研究[D];华南理工大学;2010年
7 谢婵;新型稀土配合物橡胶防老剂的制备及应用研究[D];华南理工大学;2010年
8 刘江燕;木质素及其模型物在不同热化学环境下的解构[D];华南理工大学;2010年
9 赵卫东;低阶煤水热改性制浆的微观机理及燃烧特性研究[D];浙江大学;2009年
10 祝红梅;医疗废物中典型组分的热解焚烧特性及回转式流化冷渣三段焚烧系统的数值模拟[D];浙江大学;2009年
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1 唐京禧;农业废弃物热解特性的研究[D];华中农业大学;2010年
2 郑艳敏;煤氧化的反应机理函数和热效应的研究[D];河南理工大学;2010年
3 马爱玲;生物质与煤混合燃烧特性的研究[D];河南理工大学;2010年
4 陈雅铭;紫外光固化膨胀阻燃涂层的制备及阻燃机理研究[D];南昌航空大学;2010年
5 李昌垒;抗熔滴涤纶纤维的研究[D];浙江理工大学;2009年
6 郭丹华;新疆营盘出土纺织纤维及其老化状况研究[D];浙江理工大学;2010年
7 柴丽琴;棉纤维改性及其在天然染料染色中的应用[D];浙江理工大学;2010年
8 刘帅男;机织物规格要素与其光泽性能的关系研究[D];浙江理工大学;2010年
9 沈锦玉;丝素蛋白/β-硅酸钙复合多孔支架的结构及其性能研究[D];浙江理工大学;2010年
10 章琳;一种新型纤维装饰墙板的开发与阻燃性能研究[D];浙江理工大学;2010年
【同被引文献】
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1 肖勇;邢铁玲;陈国强;;应用原子转移自由基聚合(ATRP)法对真丝接枝改性的工艺条件[J];蚕业科学;2008年04期
2 陈国强;一缩二乙二醇二甲基丙烯酸酯接枝真丝的结构[J];高分子学报;2002年03期
3 陈国强,赵建平,邢铁玲,周翔;甲基丙烯酸双酯改性真丝的热性质[J];高分子学报;2003年06期
4 刘永成,邵正中,孙玉宇,于同隐;蚕丝蛋白的结构和功能[J];高分子通报;1998年03期
5 周宏湘;织物阻燃整理现状及发展趋向[J];广西纺织科技;1995年02期
6 史兰香;张宝华;;一锅法合成氯磷酸二乙酯[J];河北科技大学学报;2006年04期
7 李慧暄,王建刚;蚕丝纤维织物是汽车、飞机的良好的内装饰材料[J];吉林工学院学报;1991年02期
8 王海军,陈立新,缪桦;氮系阻燃剂的研究及应用概况[J];热固性树脂;2005年04期
9 孔育国;;论蚕丝与真丝织物具有保健功能的科学性[J];四川丝绸;2006年02期
10 张时康;论丝素结构[J];丝绸;1979年05期
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1 徐文健;“活性”/可控自由基聚合合成具有功能性侧链或端基聚合物[D];苏州大学;2005年
2 张开;水介质中ATRP的研究及几种功能性杂化材料的制备[D];吉林大学;2006年
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1 陈瑾;原子转移自由基聚合新催化体系的研究[D];苏州大学;2004年
【二级参考文献】
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1 刘元俊,贺传兰,邓建国,冀克俭,张银生,孙思修;热重法测定聚合物热降解反应动力学参数进展[J];工程塑料应用;2005年06期
2 李昕,欧育湘;膨胀型双环笼状磷酸酯阻燃乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的研究[J];北京理工大学学报;2002年05期
3 黄君霆;人工丝蛋白的研究[J];蚕桑通报;2001年03期
4 黄君霆;蚕丝纤维组成的研究[J];蚕桑通报;2001年04期
5 方桂珍,李炜,康聚勇,苏磊;多元羧酸与木材的交联反应机理——五元环酸酐反应中间体的FTIR波谱特征[J];东北林业大学学报;1998年04期
6 方桂珍,李坚,苏磊;温度对多元羧酸与木材交联反应的影响[J];东北林业大学学报;1998年05期
7 陈炜,陈水林;用多羧酸作整理剂的无甲醛整理[J];中国纺织大学学报;1996年03期
8 刘剑洪,于同隐;丝素蛋白纤维的接枝聚合(Ⅱ)──无引发剂存在时丝素蛋白纤维接枝烯类单体[J];复旦学报(自然科学版);1994年04期
9 王璧人;侯东风;邝怡超;侯毓汾;;NICOLET定量分析程序及ATR技术的应用研究——研究柞丝绸在紫外光辐照下结构的变化[J];分析化学;1989年09期
10 钱江红,刘海鹰,邓家祺,刘永成,于同隐,赵慧玲,胡德珍;以N-甲基吩嗪硫酸盐为电子传递体的过氧化氢传感器[J];分析化学;1996年03期
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1 唐孝明;叶皓华;张淑云;;真丝绸阻燃研究进展[J];山东纺织科技;2008年06期
2 关晋平,陈国强;真丝绸有机膦系阻燃剂整理研究[J];印染;2005年11期
3 李红燕;张渭源;;织物阻燃技术的现状及发展[J];毛纺科技;2007年08期
4 武惠民;织物阻燃技术探讨[J];广西纺织科技;1996年02期
5 蒋春兰,余杨;耐久阻燃剂FRC-1在纯涤纶织物上的应用[J];印染;2002年02期
6 薛昕秋;丁小俊;孙克平;;纯涤纶针织品阻燃整理工艺探讨[J];针织工业;1986年01期
7 方志勇;我国纺织品阻燃现状及发展趋势[J];染料与染色;2005年05期
8 朱平;安平林;赵云国;刘越;相友波;李之民;;纯棉织物阻燃整理的研究[J];青岛大学学报(工程技术版);1989年03期
9 朱平;安平林;赵云国;李金玲;史信东;;纯棉装饰布阻燃整理[J];山东纺织科技;1991年01期
10 Herbert Rsch;;现代阻燃剂体系及阻燃测试标准[J];印染;2007年23期
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1 花金龙;李文霞;;微胶囊技术在棉织物阻燃整理中的应用[A];“润禾杯”第八届全国印染后整理学术研讨会论文集[C];2011年
2 陈丹琦;刘乾英;王玉忠;;新型膨胀型阻燃剂的在涤纶阻燃整理中的应用[A];2004全国阻燃学术年会论文集[C];2004年
3 陈荣圻;;现用阻燃剂的安全评估和绿色阻燃剂的最新开发[A];第一届广东纺织助剂行业年会论文集[C];2009年
4 朱平;王仑;王炳;隋淑英;;纯棉织物低甲醛耐久阻燃整理工艺研究[A];2003“中大洁润丝杯”全国中青年染整工作者论坛论文集[C];2003年
5 王艳钗;张春香;张淑琦;;涤纶织物的阻燃整理概述[A];第四届功能性纺织品及纳米技术研讨会论文集[C];2004年
6 宇培森;郭振宇;王红梅;丁著明;;阻燃剂双(对-羧基苯基)苯基氧化膦的合成和应用[A];2010年中国阻燃学术会议论文集[C];2010年
7 白利强;;欧盟REACH法规对阻燃剂行业的影响及最新进展[A];2010年中国阻燃学术会议论文集[C];2010年
8 崔艳霞;彭治汉;;一种新型含硅膦酸酯阻燃剂SP的合成[A];2004全国阻燃学术年会论文集[C];2004年
9 陈烈强;陈源;;GC/MS检测电子电器产品中溴代物阻燃剂[A];有毒化学污染物监测与风险管理技术交流研讨会论文集[C];2008年
10 张荧;吴江平;罗孝俊;麦碧娴;;阻燃剂得克隆(DP)及其脱氯产物在鱼类体内的组织分布[A];第六届全国环境化学大会暨环境科学仪器与分析仪器展览会摘要集[C];2011年
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1 丁丽洁;欧盟将禁用家饰产品中的两种阻燃剂[N];中国国门时报;2004年
2 李宣;《轻纺织品中的阻燃剂的测试方法研究》通过评审[N];中国国门时报;2007年
3 徐小怗 邵艺 刘海涛;上下游联手推广绿色阻燃剂[N];中国环境报;2008年
4 记者 姚耀富;阻燃剂迎来发展新机遇[N];中国石化报;2008年
5 冯云尤建武;美国各州拟定法案限制使用溴化阻燃剂[N];中国国门时报;2008年
6 唐伟家 译;世界阻燃剂消费及其结构[N];中国化工报;2003年
7 临之;我国阻燃剂行业发展方兴未艾[N];中国化工报;2007年
8 王强;默锐公司阻燃剂填补国内空白[N];中国化工报;2007年
9 陈健萍;加拿大全面禁用溴化阻燃剂[N];中国国门时报;2008年
10 ;新型消烟阻燃剂研制成功[N];今日信息报;2003年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 关晋平;有机磷化合物对真丝绸的阻燃整理[D];苏州大学;2008年
2 胡爽;磷硅杂化与含磷壳聚糖阻燃剂的制备及其阻燃聚合物的性能和机理研究[D];中国科学技术大学;2012年
3 杨连成;反应型有机磷阻燃剂的合成与阻燃性能研究[D];大连理工大学;2009年
4 林苗;水溶性阻燃剂微胶囊的合成及应用研究[D];东华大学;2007年
5 王新龙;有机磷阻燃剂的合成、表征及应用研究[D];南京理工大学;2002年
6 李和平;自交联型淀粉接枝共聚物的合成与动力学研究[D];大连理工大学;2003年
7 王锦成;膨胀型阻燃剂的研制及其在聚氨酯涂料中的应用[D];东华大学;2003年
8 赵季若;含氯接枝共聚物的合成、表征及性能[D];吉林大学;2003年
9 仲含芳;含磷聚硅氧烷的合成及其在PCABS中的应用[D];上海交通大学;2008年
10 邢铁玲;水介质中丙烯酸酯系单体ATRP法接枝真丝的研究[D];苏州大学;2009年
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1 董春梅;MCPPE阻燃剂的合成研究及其在棉织物中的应用[D];东北林业大学;2011年
2 王仑;无甲醛耐久阻燃剂的制备及应用工艺研究[D];青岛大学;2003年
3 靳霏霏;含氟环磷腈衍生物的合成及棉织物阻燃整理应用[D];苏州大学;2008年
4 于丹琦;新型磷系阻燃剂的合成及对真丝的微波接枝[D];苏州大学;2008年
5 何昌洪;纳米Mg(OH)_2与MgO的制备及研究[D];哈尔滨工程大学;2004年
6 庞慧慧;阻燃剂氢氧化镁的合成及在聚丙烯中的应用[D];中国石油大学;2011年
7 古曲;无卤阻燃聚乳酸的制备及其火灾危险性分析[D];西南交通大学;2010年
8 胡英超;微量元素在膨胀型阻燃聚丙烯中的协同作用[D];河北大学;2010年
9 姜大伟;三聚氰酸螺环磷酸酯的合成及其阻燃PP的研究[D];东北林业大学;2010年
10 丁涛;新型阻燃剂的合成与性能[D];河南大学;2002年
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