纳米无机物-磷杂化星型聚合物/聚丙烯复合材料的制备和阻燃性能

题名	纳米无机物-磷杂化星型聚合物/聚丙烯复合材料的制备和阻燃性能
作者	倪恒健
学位类型	硕士
导师	崔锦峰
答辩日期	2015
学位授予单位	兰州理工大学
学位名称	工学硕士
学位专业	化学工程
关键词	磷元素星形聚合物氢氧化铝硼酸锌聚丙烯阻燃性能协同效应
摘要	本论文论述了聚丙烯燃烧机理、阻燃措施，综述了元素阻燃机理、协同阻燃聚丙烯及生物基阻燃剂的研究进展。研究双联六臂星型聚合物（DLSASP）的合成和纳米无机物-磷杂化星型聚合物/聚丙烯的制备，探索磷元素及复配体系对聚丙烯复合材料的阻燃性能、热稳定性能和燃烧性能的影响，揭示阻燃体系对其影响的本质。采用二氯磷酸苯酯（PDCP）、乙二醇（EG）、氯磷酸二苯酯（DPCP）、六氯环三磷腈（HCCP）为原料，经逐步聚合、封端、亲核取代制得双联六臂星形聚合物（DLSASP），利用红外和凝胶渗透色谱检测证明了DLSASP的结构。分别以DLSASP、DLSASP-氢氧化铝（ATH）、DLSASP-纳米硼酸锌（ZnB）为阻燃组分，通过熔融共混法制备双联六臂星型聚合物/聚丙烯复合材料（DLSASP/PP）、双联六臂星型聚合物-氢氧化铝/聚丙烯复合材料（ATH-DLSASP/PP）、双联六臂星型聚合物-硼酸锌/聚丙烯复合材料（ZnB-DLSASP/PP）。利用氧指数测定仪、热重分析仪、微型量热仪、烟密度测试仪分别研究其阻燃性能、热稳定性能、燃烧性能、烟释放能力，SEM、XPS研究其阻燃机理；通过Flynn-Wall-Ozawa（FWO）法计算复合材料的热降解活化能。研究结果表明：随着DLSASP含量的提高，DLSASP/PP复合材料的初始分解温度、最大分解速率温度、最大失重速率、热释放速率峰值和总热释放量降低，极限氧指数和残重率升高，说明DLSASP提高了复合材料的热稳定性能和阻燃性能，降低了燃烧性能。当添加30 wt%DLSASP时，LOI值提高了56.9%，残重率达到16.46%，P元素以多聚偏磷酸存在，促进基体材料成炭，提高了材料的阻燃性能。ATH-DLSASP/PP复合材料和ZnB-DLSASP/PP复合材料的热稳定性能和极限氧指数值高于DLSASP/PP复合材料，并随着ATH和ZnB用量的增加而增大，当复配体系阻燃剂的质量比为1:1时，LOI值分别为28.5%、28.9%，两者的残炭中分别含有磷酸铝（AlPO4）和配合物ZnO-P2O5，证明复配体系存在协效作用。复配阻燃体系燃烧后生成的炭层致密结实，且成炭发生在氧化物表面，活化能计算结果验证了复配体系的热稳定性更佳。综合分析表明：采用二氯磷酸苯酯（PDCP）、乙二醇（EG）、氯磷酸二苯酯（DPCP）、六氯环三磷腈（HCC
其他摘要	This paper briefly discusses the combustion mechanism and flame retardant measures of polypropylene, and summarizes the research progress of element flame retardant mechanism , synergistic flame retardant polypropylene and bio-based flame retardants. The synthesis of double linked six arm star polymer (DLSASP) and preparation of its composites are studied. Meanwhile, the effect of phosphorus element and its compound system on the flame retardance, thermal stability and combustion properties of polypropylene composites is revealed. The essence of the effect of the flame retardant system on the thermal stability and flame retardance of polypropylene composites is revealed. A double linked six arm star polymer (DLSASP) is synthesized by phenyl dichlorophosphate (PDCP), ethylene glycol (EG), diphenyl chlorophosphate (DPCP), hydroxyethyl methylacrylate (HCCP), the structure and average molecular weight of DLSASP are characterized by FTIR and gel permeation chromatography. The flame retarda
学科领域	功能高分子复合材料
页数	63
语种	中文
学号	152081701005
文献类型	学位论文
条目标识符	https://ir.lut.edu.cn/handle/2XXMBERH/103126
专题	兰州理工大学
作者单位	兰州理工大学
第一作者单位	兰州理工大学
推荐引用方式 GB/T 7714	倪恒健. 纳米无机物-磷杂化星型聚合物/聚丙烯复合材料的制备和阻燃性能[D]. 兰州理工大学,2015.