2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、聚酰胺是一種重要的工程塑料,具有優(yōu)良的機械性能和化學穩(wěn)定性等特點,因此廣泛應用于汽車、建筑和電子電器等領域。然而由于聚酰胺的易燃和易產(chǎn)生熔滴的特性而限制了材料的使用,將阻燃劑添加到聚酰胺材料中可以改善其阻燃性能。傳統(tǒng)的方法是采用鹵素阻燃劑對材料進行阻燃改性,盡管能夠取得較好的阻燃效果,但在燃燒過程中有毒和腐蝕性氣體的釋放對環(huán)境產(chǎn)生了負面影響。近些年來的研究可以發(fā)現(xiàn),含磷阻燃劑是一種環(huán)境友好型阻燃劑,利用含磷阻燃劑阻燃聚酰胺的研究和應用受

2、到人們的高度重視。在磷系阻燃劑中,次磷酸鹽阻燃劑對聚酰胺具有顯著的阻燃效果。但為了達到較高的阻燃效率,次磷酸鹽阻燃劑的添加量普遍較高,因而材料的力學性能明顯降低。
  本文中選取了次磷酸鋁(AIHP)和二乙基次磷酸鋁(AlPi)兩種阻燃劑與四種不同類型的協(xié)效劑采用熔融共混的方法對PA66(polyamide66)進行阻燃改性,四種協(xié)效劑分別為海泡石(Sep)、納米二氧化硅(SiO2)、硅樹脂(SI)和竹炭(BPC)。將次磷酸鹽阻燃

3、劑同協(xié)效劑進行協(xié)效后添加到材料中,可以起到降低阻燃劑總的添加量和提高材料力學性能的作用。同時也對協(xié)效體系與PA66材料的阻燃作用機制進行初步的探索。
  采用垂直燃燒(UL-94)和極限氧指數(shù)(LOI)對阻燃PA66協(xié)效體系的阻燃性能研究。結果表明:將Sep、SiO2和SI三種協(xié)效劑分別加入到阻燃PA66/AlPi和PA66/AlHP體系中后可以發(fā)現(xiàn),AlPi和AlHP兩種阻燃劑的阻燃效率顯著提高,氧指數(shù)也維持在較高的水準。AlP

4、i與0.2μm和5μm兩種規(guī)格的BPC進行協(xié)效后加入到PA66材料中,樣條不能通過垂直燃燒測試。而將AlHP與兩種規(guī)格的BPC進行協(xié)效,可以發(fā)現(xiàn)BPC的加入能夠顯著的提高PA66/AlHP體系的阻燃性能。通過垂直燃燒和氧指數(shù)分析可以證明Sep、SiO2和SI三種協(xié)效劑與AlPi和AlHP兩種阻燃劑都存在著顯著的協(xié)效作用。而BPC的加入降低了AlPi的阻燃效率,相反,BPC與AlHP之間協(xié)效作用比較明顯。
  利用錐形量熱儀(CON

5、E)對阻燃PA66協(xié)效體系的燃燒性能進行分析。研究結果表明,Sep、SiO2和SI三種協(xié)效劑的加入能夠顯著的降低阻燃PA66材料的熱釋放速率(PHRR)、熱釋放總量(THR)等重要參數(shù)。對于PA66/AlHP阻燃體系而言,BPC的加入能夠顯著的提高阻燃材料的燃燒性能。
  采用熱重分析技術(TGA)對PA66阻燃體系的熱降解行為進行研究。結果表明:將Sep、SiO2和SI加入到PA66/AlPi和PA66/AlHP兩種阻燃體系中,

6、可以增加兩種阻燃體系的殘留物生成量,顯著的提高體系在高溫區(qū)的熱穩(wěn)定性。對于包含0.2μm和5μmBPC的PA66/AlHP阻燃體系,其降解過程都向高溫區(qū)移動,最終殘留物的生成量分別為14.5 wt%和23.93 wt%??梢宰C明BPC的加入可以顯著的提高材料的熱穩(wěn)定性
  通過熱重分析-紅外光譜聯(lián)用技術(TG-IR)、傅里葉紅外光譜(FTIR)、掃描電子顯微鏡(SEM)和X射線光電子能譜(XPS)等方法對協(xié)效阻燃PA66體系的阻燃

7、機理進行研究??梢宰C明:AlPi對PA66材料是通過氣相機理起到阻燃作用的。Sep、SiO2和SI三種協(xié)效劑的加入使得AlPi通過凝聚相阻燃機理對PA66起到阻燃作用;而AlHP對PA66材料進行阻燃時,凝聚相機理起到阻燃的主導作用。Sep、SiO2和SI三種協(xié)效劑可以和AlPi降解產(chǎn)生的二乙基次磷酸形成含磷酸鹽,減少含磷化合物的揮發(fā)量。利用XPS對PA66/AlPi/SI體系的殘留物進行分析,發(fā)現(xiàn)體系的磷含量明顯提高。因此能夠證明協(xié)效

8、阻燃體系可以通過凝聚相阻燃機理對PA66進行阻燃,提高PA66材料的成炭能力,并且起到加固炭層的作用。對于PA66/AlHP阻燃材料,協(xié)效劑的加入能夠促使AlHP降解生成磷酸和焦磷酸,在固相中,磷酸和焦磷酸可以促進PA66降解成炭,且降解后產(chǎn)生的致密炭層可以阻止氧和熱傳遞到聚合物基體內(nèi)部,有利于提高材料的阻燃性能。
  通過力學性能測試可以發(fā)現(xiàn),Sep、SiO2和SI三種協(xié)效劑的加入可以改善PA66/AlPi(AlHP)阻燃體系力

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