環(huán)保型聚氨酯的合成及阻燃性能研究.pdf_第1頁
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1、獨創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本入在導(dǎo)師指導(dǎo)下進行的研究工作及取得的研究成粟據(jù)我所知,除了文中特別加以掾洼和致謝的地方外,論文中不包含其、他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果,也不包含為獲得室般太孚或其他教育機構(gòu)的學(xué)位或證書面使用過的材粹與我一溺工作的同戀對奉研究所斂的任何貢獻均已在論文中作了明確的說明并表示謝意學(xué)位論文作者簽名:王姨簽字日期:≥口J『二年每月習(xí)日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解壤’鏹犬嘻有關(guān)保露、使用學(xué)位論

2、文的規(guī)定,有權(quán)保留并巍國家有關(guān)部門或機構(gòu)遂交論文昀復(fù)印俸和磁盤,允許論文被查團和借闋本人授權(quán)螄蟮可以將學(xué)位論文的金部殘部分內(nèi)容鳊入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索,可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)飼手段保存、匯編學(xué)位論文(保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)書)學(xué)位論文作者簽名:王炎簽字日期:沙工年4月習(xí)日學(xué)位論文作者畢業(yè)去向:工作單位:通訊地址:導(dǎo)師簽名:簽字日期:電話:郵編:咬文年年月刁曩環(huán)保型聚氨酯的合成及阻燃性能研究一方面,由于硼酚醛中含有硼酯鍵,硼

3、酯鍵的鍵能遠大于醚鍵,從而提高樹脂的耐熱性。而且由于硼原子的存在,樹脂在裂解過程中可以形成具有致密結(jié)構(gòu)的玻璃碳,而這種玻璃碳能有效地阻止氧氣進入,抑制樹脂的進一步燃燒,以提高阻燃性能。另一方面,由于硼化合物的加入,在高溫條件下,可以在樹脂表面生成致密的玻璃態(tài)結(jié)構(gòu)層,研究認為這層玻璃態(tài)物質(zhì)為氧化硼,可有效阻止氧氣等可燃性氣體進入材料內(nèi)部,從而阻止材料的進一步燃燒,因此,樹脂的高溫穩(wěn)定性和抗氧化性得到很大提高。以異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI

4、)、聚醚二元醇(N210)、14丁二醇(BDO)、二羥甲基丙酸(DMPA)、有機硅(KH550、SP)等為主要原料合成了一系列有機硅阻燃改性的水性聚氨酯。通過紅外光譜、吸水率、掃描電鏡X射線光譜儀(SEMEDx)、拉伸測試、熱分析(TGA)、極限氧指數(shù)(LOI)、微型燃燒量熱(MCC)等測試,研究了有機硅的加入對聚氨酯(PU)乳液穩(wěn)定性、耐水性、接觸角、力學(xué)性能、熱性能、阻燃性能等性能的影響。測試結(jié)果表明,有機硅的加入使得聚氨酯的接觸角

5、明顯增大,硅原子向涂膜表面遷移,涂膜的耐水性顯著提高,熱穩(wěn)定性顯著提高,熱分解速率明顯降低,涂膜高溫下熱分解后的殘?zhí)柯试黾用黠@。當(dāng)KH550和SP含量占聚氨酯預(yù)聚體質(zhì)量分數(shù)分別為65%和126%時,聚氨酯的氧指數(shù)達到28%,材料由易燃變?yōu)殡y燃。因此,聚氨酯的阻燃性能得到很大提高,UL94垂直燃燒測試結(jié)果也顯示,PU的阻燃性能已達到UL94V1級。有機硅的分子結(jié)構(gòu)中含有硅氧鍵,而主鏈含硅氧基團的有機硅改性聚氨酯實際上是一種本質(zhì)阻燃高聚物。

6、其原因是這類基團的存在能夠促進材料在高溫下成炭,而炭層中的硅氧基團又有助于形成連續(xù)的、抗氧化的硅酸鹽保護層,因此,可顯著提高材料的氧指數(shù)以及抗高溫氧化性能,并保護炭層下的基材免受破壞。一般認為,硅氧基團的阻燃作用是按凝聚相阻燃機理進行的,是通過生成裂解炭層和提高炭層的抗氧化性來實現(xiàn)的。由于聚合物中的硅可賦予材料耐氧原子流(氧自由基)的能力,能夠提高材料的抗氧化能力。并且,含硅聚合物在受熱分解時,可以生成二氧化碳、水蒸氣和二氧化硅,會降低

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