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《四川大学》 2007年
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无卤聚乙烯醇阻燃纤维的制备与性能研究

朱红伟  
【摘要】: 近年来,随着阻燃材料的不断发展以及阻燃材料市场需求的不断扩大,人们对阻燃材料的要求也不断提高。目前阻燃材料总的发展趋势是无卤、低毒、低烟、耐久、低成本以及环保经济。因此除了阻燃效率外,低烟低毒也是阻燃剂必不可少的指标,是阻燃剂研究领域内最活跃的研究课题之一。 聚氨基环磷腈和三聚氰胺-甲醛树脂均为无卤低毒的磷—氮或氮系阻燃体系,将其应用于纤维材料有望在纤维的无卤阻燃方面获得一定的进展。作为含卤阻燃剂的替代物之一,磷腈类化合物由于具有良好的阻燃性能而成为研究的热点。磷腈化合物同时含有磷氮两种阻燃元素,并且这两种阻燃元素具有协同作用,其纤维的极限氧指数(LOI)通常在达29以上,这一类阻燃剂的开发和应用研究,正受到世界各国的广泛关注。目前另外一个引人注目的无卤阻燃材料是三聚氰胺一甲醛树脂,它独特的性能引起了人们的研究兴趣,并且在应用研究方面取得了诸多进展。 本研究针对国内尚无无卤聚乙烯醇系阻燃纤维的相关研究开展工作,以聚乙烯醇作为纤维载体,以聚氨基环磷腈、三聚氰胺—甲醛树脂等作为阻燃组分全面对无卤聚乙烯醇阻燃纤维的各项性能等开展研究。以期获得具有优良阻燃性能的无卤聚乙烯醇系阻燃纤维。 本论文的主要工作就是以不含卤素的磷腈化合物和三聚氰胺-甲醛树脂为阻燃剂,通过与聚乙烯醇的共混,来改善聚乙烯醇纤维的阻燃性能。将六氯环三磷腈(HCCTPA)进行氨基取代制得六氨基环磷腈(HACTPA),高温下六氨基环磷腈通过自聚得到不溶于水的聚氨基环磷腈(PHACTPA);聚氨基环磷腈通过粉末化后与聚乙烯醇溶液共混纺丝得到聚乙烯醇阻燃纤维。研究了聚氨基环磷腈的合成反应机理、结构、热稳定性;研究了聚氨基环磷腈的加入对聚乙烯醇纤维的热稳定性的影响;对加入不同比例聚氨基环磷腈的阻燃纤维的力学性能和阻燃性能进行了研究及分析。 三聚氰胺甲醛纤维是一种优异的无卤阻燃材料,采用湿法纺丝制备三聚氰胺甲醛纤维关键在于获得稳定的纺丝原液。先合成低粘度水溶性的三聚氰胺-甲醛预聚体(MF),再与聚乙烯醇(PVA)溶液混合,制得纺丝原液。研究了预聚体溶液及三聚氰胺(M)-甲醛(F)/PVA复合纺丝溶液的稳定性,探讨了纺丝原液的粘度稳定性与预聚体结构之间的关系。结果表明,水溶性MF树脂合成两个阶段树脂的结构对原液稳定性有影响:同时,原液的混合状态和结构,混合温度、混合比例等对原液稳定性也有较大影响。
【学位授予单位】:四川大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TQ342.8

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