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阻燃型汽车三滤纸及其增强乳液树脂的制备

周静  
【摘要】:滤纸是纸质汽车滤清器中重要的组成部分,多采用植物纤维浆粕与少量的有机合成纤维配抄得到原纸,然后浸渍聚合物树脂增强而得到。滤纸常用的树脂增强剂有有机溶剂型和乳液型树脂浸渍剂。采用醇溶性酚醛树脂作为滤纸浸渍剂会带来较为严重的环境污染和安全隐患,随着人们环保意识的增强,现在普遍使用苯丙共聚乳液,纯丙乳液等水性聚合物作为增强树脂,但由于滤纸原纸及其增强树脂阻燃性能的缺失陆续有发电机组损坏、汽车自燃等事故发生,对于滤纸阻燃性能的研究已经引起了人们的广泛关注。 针对滤纸阻燃性能较差的问题,本课题从以下两个方面来提高滤纸的阻燃性能,首先从制备原纸的纤维材料着手,在植物纤维的丝光化浆中加入阻燃型合成纤维,通过湿法成型得到具有一定阻燃性能的过滤原纸。其次,引入反应性阻燃单体丙烯酸乙酯缩磷酸二乙酯(DEAEP)和大分子反应性单体不饱和双键封端的聚二甲基硅氧烷(DV-PDMS)预聚体,将其分别或按一定质量比与苯乙烯、丙烯酸酯类单体共聚制备出具有良好力学性能的阻燃型含磷、含硅或同时含磷硅的丙烯酸酯共聚物增强树脂,通过浸渍的方法赋予纸张良好的力学性能和一定的阻燃性能。研究中,采用阻燃性能较好的三种合成纤维,对位芳纶K129、聚芳二噁唑(Polyoxadiazoles,POD)和阻燃型聚酯纤维,分别探讨了阻燃纤维的种类,阻燃纤维的用量以及几何尺寸等对原纸匀度,阻燃性能和透气性能的影响,制备出具有一定阻燃性能和良好透气性能的滤纸原纸。 本文采用FT-IR,激光光散射,TG,SEM等分析测试手段对增强乳液进行表征,探讨了乳化剂用量,引发剂用量,种子单体用量对共聚乳液稳定性的影响,并且还探讨了乳液聚合工艺,阻燃单体种类和用量对共聚物热分解行为的影响。同时,采用极限氧指数(LOI)测定仪对滤纸原纸和共聚物增强树脂的阻燃性能进行测试。 研究结果表明,除阻燃单体用量、种类以及磷硅元素比例等会影响共聚物阻燃性能之外,乳液聚合工艺也会对最终产物的阻燃性产生影响;此外,从同时含有磷硅元素的共聚物增强树脂的阻燃性能优于含磷共聚物增强树脂和含硅共聚物增强树脂这一研究结果说明,当磷硅元素含量比达到特定数值时,对提高共聚物阻燃性能产生协同效应。


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