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《中南大学》 2004年
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微胶囊红磷阻燃剂的制备、应用及阻燃抑烟机理研究

熊联明  
【摘要】:随着高分子聚合物材料在各个领域的广泛应用,因聚合物的易燃性引起的火灾已成为严重的社会问题。阻燃剂阻燃是实现聚合物阻燃的主要途径。红磷是重要的磷系阻燃剂,其阻燃性能优良,但是在实际应用中存在两大主要问题:一是化学性能不稳定,在空气中易吸潮、易氧化,高温加工时产生剧毒气体磷化氢(PH_3),粉尘易爆炸,在贮存运输使用时存在安全隐患;二是红磷颜色很深(深紫红),应用范围受到很大限制。因此,红磷作为阻燃剂只有经过表面处理后才有实际应用价值。本文采用新型的微胶囊化包覆技术,对红磷进行微胶囊化表面处理,制备了新型的微胶囊红磷阻燃剂(MRP),并对其在高分子聚合物中的应用性能、热分解动力学及阻燃抑烟机理进行了系统研究,为其推广应用提供了实验参数,奠定了理论基础。 1.对多种囊材多种方式包覆的微胶囊红磷的制备工艺进行了详细研究。单层包覆的微胶囊化红磷与未包覆红磷相比,热稳定性与化学稳定性有显著提高。在单层包覆优选的基础上,采用硼酸锌/改性蜜胺树脂囊材对红磷进行了无机/有机双层包覆,通过正交试验法对包覆工艺条件进行了优化,获得了最优性能微胶囊红磷,对其性能进行了检测。双层复合包覆微胶囊红磷与无机或有机单层包覆的微胶囊化红磷相比,在自燃温度、热分解温度、吸水性、抗氧化性及磷化氢释放量等性能指标上有进一步提高:自燃温度为628K(未包覆红磷为530K),热分解温度为718K(未包覆红磷为645K),吸水性为0.3%(24小时重量百分增量,未包覆红磷为11.8%),抗氧化性为1.2mg NaOH·g~(-1)·h~(-1)(未包覆红磷为173mg NaOH·g~(-1)·h~(-1)),磷化氢释放量为1μg·(g·24h)~(-1)(空气中,未包覆红磷为21μg·(g·24h)~(-1))和1.3μg·(g·24h)~(-1)(水中,未包覆红磷为493μg·(g·24h)~()-1)。 2.对微胶囊红磷的超细化与白度化首次进行了系统的研究。考察了红磷预处理研磨时间、转速、分散剂、pH值、超声波、包覆时间与囊材含量对微胶囊红磷超细化的影响,制得了颗粒表面光滑,粒径分布窄,平均粒径为0.8μm的超细粉体微胶囊红磷。研究了影响红磷白度化的主要因素,制得了20%囊材含量白度可达65.07%、40%囊材含量白度大于90.22%的微胶囊红磷;不同囊材包覆可得不同色彩微胶囊;囊材含量越高,白度效果越好;双层包覆对微胶囊红磷的白度化具有协同作用;粒径分布窄的粒子体系包覆后的白度要比粒径分布宽的高。
【学位授予单位】:中南大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TQ314.248

【引证文献】
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