高效環(huán)境友好阻燃劑的合成及在復(fù)合材料中阻燃研究.pdf

1、隨著阻燃技術(shù)的發(fā)展和環(huán)保規(guī)范對(duì)鹵素阻燃的限制,發(fā)展新型的無(wú)鹵阻燃劑甚至是環(huán)境友好型的阻燃劑顯得迫在眉睫。而能源危機(jī)也是人類生存發(fā)展面對(duì)的巨大障礙,發(fā)展新型的儲(chǔ)能體系對(duì)于緩解能源危機(jī)也是一種可行的途徑。本文首先制備了一種生物可降解的超支化聚磷酰胺酯(HBPE)和一種無(wú)定形的磷酸鎳(NiPO),然后將這兩種阻燃劑與PLA共混制備了阻燃PLA復(fù)合材料。接著以含硅磷氮的前體制備了一種雜化阻燃的相變儲(chǔ)能材料。
　　首先以乙醇胺和三氯氧磷為原

2、料首先合成 AB2型的單體,然后一鍋法縮聚反應(yīng)生成超支化聚磷酰胺酯HBPE。最后經(jīng)過(guò)提純,得到純凈的超支化聚磷酰胺酯,使用FTIR,1H-NMR,31P-NMR,GPC和TGA對(duì) HBPE進(jìn)行結(jié)構(gòu)和性能表征。以磷酸氫二胺和和六水硝酸鎳為原料,通過(guò)水熱的辦法制備了無(wú)定形的NiPO,通過(guò)XPS,FTIR,XRD和TGA對(duì)NiPO進(jìn)行了表征。
　　接著將HBPE和NiPO與PLA熔融共混,制備了HBPE阻燃的PLA復(fù)合材料和NiPO阻燃

3、的PLA的復(fù)合材料。對(duì)于HBPE阻燃的PLA復(fù)合材料體系:當(dāng)HBPE在PLA中的含量為2wt％時(shí),PLA的LOI由22.5%提升到33%,而且UL-94為 V-0級(jí)。當(dāng)加入10wt%的HBPE到PLA中時(shí),氧指數(shù)達(dá)到了43%,CCT測(cè)試表明 TTI值從20s提高到25s,這是因?yàn)闃湫谓Y(jié)構(gòu)末端羥基的脫水和含磷自由的生成。TGA分析表明,PLA復(fù)合材料的本質(zhì)熱穩(wěn)定性的得到很大的提升。HBPE對(duì) PLA的阻燃是結(jié)合了氣相阻燃和凝聚相阻燃的作用

4、機(jī)理。除此之外,HBPE也起到異相成核作用,同時(shí)HBPE與PLA之間存在部分相容性。而NiPO阻燃PLA復(fù)合材料的性能如下:當(dāng)加入無(wú)定形的NiPO微米粒子的含量為2wt%時(shí),PLA復(fù)合材料的氧指數(shù)達(dá)到了27.5%,而且過(guò)了UL-94 V-0級(jí)別。在PCFC和CCT測(cè)試中,在燃燒早期,復(fù)合材料的HRR要明顯小于純的PLA,而在燃燒晚期復(fù)合材料的HRR值卻要明顯大于純的PLA。隨著 NiPO的加入,在CCT中的煙釋放量卻明顯的降低,而 CO

5、的釋放量整體少許增加。加入 NiPO微米粒子之后復(fù)合材料的本質(zhì)熱穩(wěn)定性明顯提升。同時(shí)也可以觀察到NiPO對(duì)PLA的結(jié)晶的促進(jìn)作用。
　　本文還以雙螺環(huán)的3,9-2-(氨丙基三乙氧基硅烷)-季戊四醇雙磷酸酯二磷酰胺為前體,以石蠟為儲(chǔ)能材料,通過(guò)原位溶膠凝膠技術(shù)合成了一種雜化阻燃的相變儲(chǔ)能材料。結(jié)果顯示雜化石蠟相變儲(chǔ)能材料具有很大的熔融焓為99.7J/g。在溫度高于石蠟的熔融溫度是并沒有觀察到漏液現(xiàn)象,這可能是因?yàn)樾纬闪耸灣蔀槔w維狀