基于三嗪基团的新型阻燃剂的合成工艺及其阻燃性能研究

来源 :武汉工程大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yueer40849263
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
高分子材料由于具有质量轻、比硬度高、以及优异的加工工艺特性等优势,被广泛应用于交通运输、工业设备和家电等领域。然而,高分子材料的易燃性和燃烧过程中产生烟雾限制了其应用。因此,高分子材料的阻燃改性研究备受关注。本文以三聚氯氰(CNC)为主要原料,合成了含有三嗪基团的新型阻燃剂和成炭剂,并分别研究了其对环氧树脂(EP)和聚丙烯(PP)复合材料的燃烧行为和力学性能的影响。以CNC、季戊四醇磷酸酯(PEPA)和9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)为原料,合成了一种新型含磷氮阻燃剂(DOPT)。另外,以CNC、三羟甲基氨基甲烷(TRIS)和二乙烯三胺为原料合成了一种新型多羟基三嗪基炭化剂(TTDC)。采用傅立叶红外光谱(FTIR)、核磁共振(NMR)、元素分析(EA)和热重分析(TGA)测试对DOPT和TTDC的化学结构和热性能进行了分析与表征。合成DOPT的优化工艺条件为以乙腈为溶剂、Na OH为缚酸剂、反应时间22 h,收率达到89.5%。合成TTDC的工艺条件为以丙酮和水为溶剂,Na OH为缚酸剂,通过一锅法反应12 h,收率达到92.1%。采用浇注法制备了DOPT阻燃EP的复合材料。另外,采用熔融共混法制备了TTDC阻燃PP的复合材料。通过垂直燃烧(UL-94)、极限氧指数(LOI)、TGA和锥形量热仪(CCT)测试研究了EP阻燃复合材料和PP阻燃复合材料的热稳定性和阻燃性能,并采用扫描电镜(SEM)和拉曼光谱(Raman)对残炭的表面形貌和结构进行了研究。对于DOPT阻燃EP的复合材料,TGA测试表明DOPT在800°C时的残炭量达到52.53%。当加入7 wt%DOPT时,EP复合材料达到UL-94 V-0级,LOI值达到35.5%;CCT结果表明,与纯EP相比,EP-7 wt%DOPT复合材料的总热量释放和总发烟量分别降低了14.0%和25.3%;此外,由于DOPT与EP之间良好的相容性和较强的界面效应,DOPT的添加还增强了EP复合材料的力学性能和耐火性能。对于TTDC阻燃PP复合材料,结果表明,TTDC在800°C时的残炭量达到27.7%。聚磷酸钠(APP)和TTDC具有良好的协同阻燃作用,当总添加量为25%,APP与TTDC质量比为2:1,1%Si O2作为增效剂时,阻燃效果最佳,LOI值达到32.8%,UL-94V-0级。该阻燃PP复合材料的热释放率峰值从纯PP的846.46 k W/m~2下降到236.61k W/m~2。通过对燃烧性能、残炭形貌和力学性能的综合分析,证明了TTDC是一种高效的炭化剂。
其他文献
近年来,化石燃料稀缺、环境恶化已经引发全球对可持续能源和环境保护的关注,特别是生物乙醇。渗透汽化技术是一项经典的液体混合物膜分离技术。膜分离是一项兼具效率高、能耗小、环境友好等特点的先进分离技术。众所周知,构筑高效分离膜的关键在于开发新型膜材料。目前,基于金属-有机骨架(Metal-Organic Framework,MOF)的混合基质膜因结合无机、有机两相特点,表现出优异的膜性能而备受青睐。然而
学位
瑞德西韦是一种重要的抗病毒药物(Veklury,,GS-5734),主要被用于治疗埃博拉疾病。后发现其对多种RNA病毒具有广谱活性,并在2020年被用于治疗新型冠状病毒引起的新冠肺炎。面对全球数以亿计的用药需求,瑞德西韦现有的合成途径显得捉襟见肘。因此,急需开发一种新的制备途径。而流动化学作为一种新型的合成技术,具有绿色、安全、清洁、节约时间和空间的特点,为解决瑞德西韦的工业化生产提供了一种新的方
学位
分子筛催化剂作为一种典型的固体酸催化剂,由于具有均匀的孔径分布、特定的孔道结构以及可调节的酸性等特性,在石油化工、煤化工以及精细化工等领域得到了广泛的应用。分子筛特殊的孔道结构和尺寸在实验过程中会引起“限域效应”,这是导致分子筛催化剂具有择形性的重要原因。然而,通过实验研究很难在微观层次对限域孔道中催化反应机理进行解释,作为实验手段的强有力的补充,分子模拟技术己经越来越广泛地用来研究分子筛结构与催
学位
草甘膦是使用最广泛的除草剂,水生态系统是其重要归宿之一。吸附法可有效去除水中的草甘膦。本文制备了SBA-15及系列铝、钛掺杂改性SBA-15的介孔材料Al-SBA-15、SBA-15-Ti及Al-SBA-15-Ti;通过氮气吸脱附、小角X射线衍射、透射电镜、核磁共振等手段表征了其结构与形貌特征;研究了材料的吸附及再生性能,初步探讨了吸附过程的机理。主要研究内容如下:(1)采用直接合成法制备了铝掺杂
学位
盐酸他喷他多是由德国Grünenthal Gmb H在2003年设计合成的一种新型中枢镇痛药。它具有μ-阿片受体(Mu-opiods receptors,MOR)激动和去甲肾上腺素(NE)再摄取抑制双重作用。美国Johnson&Johnson公司研发的盐酸他喷他多缓释片于2008年11月首次由美国食品药品监督管理局(FDA)批准上市。临床上用于缓解成人中枢神经系统的中至重度急性疼痛。相比于其他阿片
学位
风化壳淋积型稀土矿又称离子吸附型稀土矿,是我国重要的稀有稀缺战略性矿产资源。目前工业上多采用第三代原地浸出工艺,以硫酸铵为浸取液。然而硫酸铵原地浸出工艺仍然存在着浸取液溶液渗流慢、杂质离子浸出率高、稀土浸出率低等问题。在硫酸铵浸取液中加入一定浓度的甲酸铵能够有效抑制铝离子的浸出,并加快浸取液在矿石中的渗流速度,提高浸出效率。为进一步探究甲酸铵在风化壳淋积型稀土矿铵盐浸矿中的增效机制,高效指导风化壳
学位
在光催化研究中,一般的光催化半导体对太阳光的吸收范围仅占极小一部分,而且在光照不良或者黑暗条件下无法有效地发挥出催化作用。因此在本研究中采用蓄光光催化剂的概念以实现光催化剂的全天候降解。将荧光体与半导体光催化剂结合起来,这种组合可以使光催化剂在黑暗的环境下也能维持一定的活性从而达到全天候催化的目的。事实上,荧光体在这个蓄光光催化组合中起到了"光电池"的作用,在光能照射的过程中收集并储存光能,随后在
学位
丙烯是石油化工中的重要有机化工基础原料,主要通过石脑油和柴油原料的蒸汽裂解或流化催化裂化工艺得到。随着丙烯下游产品需求量的日益增加,迫切需要开发一种新型丙烯生产工艺来满足日益增长的丙烯需求。近年来,随着页岩气开采技术的提升,丙烷脱氢制丙烯工艺逐渐受到广泛关注。Pt基催化剂是丙烷催化脱氢反应最常用且活性较高的催化剂之一,但Pt基催化剂存在高成本以及易产生积碳导致催化剂失活等问题。因此,开发一种高活性
学位
慢性前列腺炎患者临床上常见尿频、尿急、尿痛、腰骶部及会阴部不适等症状,具有发病缓慢、病情顽固、缠绵难愈等特点。历代医家对于本病中医药治疗多有发挥,除内服中药制剂以外,还创制了许多中医药外治方法。本文试从保留灌肠、坐浴熏洗、穴位贴敷、针刺、灸法等方面,对近年中医药外治法在慢性前列腺炎治疗中的应用进行梳理,以期为临证提供参考。
期刊
光催化固氮技术具有反应条件温和、能直接利用太阳能等优势,被认为是绿色、清洁、高效的合成氨工艺之一。钒酸铋(BiVO4)作为被广泛研究的可见光光催化材料之一,具有价格低廉、无毒、化学稳定性强和光利用率高等优点,但由于低的光生载流子分离和迁移率,其光催化性能仍有待提高。本文采用溶剂热法制备二维纳米片状BiVO4,利用BiVO4表面丰富的羟基分别与还原氧化石墨烯(r GO)和四-羧基苯基锌卟啉(Zn T
学位