聚丙烯腈的阻燃和熱分解研究.pdf

1、聚丙烯腈是一種乙烯基聚合物，屬于丙烯酸家族的衍生物。在紡織領(lǐng)域中，聚丙烯腈主要用于生產(chǎn)腈綸纖維，是一種含有乙烯單體的共聚物，與羊毛具有相似的特性。因此，丙烯腈最常見的用途是作為羊毛的替代纖維，制作針織服裝、襪子和毛衣等。
　　 由于其非常高的燃燒放熱量以及在空氣中較快的燃燒速率，聚丙烯腈類產(chǎn)品屬于易燃品。如上所述，聚丙烯腈纖維被廣泛用于家用紡織品以及針織和成衣中。由于這些應(yīng)用領(lǐng)域?qū)ψ枞夹阅懿粩嘣鲩L的要求，在工業(yè)生產(chǎn)中迫切需要改善

2、和提高聚丙烯腈纖維的阻燃性能。
　　 目前國內(nèi)外的研究發(fā)展趨勢是開發(fā)新型環(huán)保含磷阻燃劑，這種阻燃劑即可以作用于氣相也可作用于凝聚相。最近的研究結(jié)果表明：含磷化合物，尤其是聚磷酸銨，作為聚丙烯腈阻燃劑，取得了令人鼓舞的成果。聚磷酸銨具有較高的含磷量，在高溫下的分解產(chǎn)物是一種高效的炭化催化劑，但其高水溶性阻礙了它在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。在此畢業(yè)論文中，為了著重解決這一問題，本研究采用了一種新的帶有三聚氰胺涂層的聚磷酸銨。
　　

3、眾多研究表明當(dāng)含氮化合物，如尿素、三聚氰胺和尿囊素，在和含磷化合物共同應(yīng)用于纖維素阻燃整理時，可以極大地提高含磷化合物的阻燃效果。然而，對于磷、氮在聚丙烯腈中的協(xié)同效應(yīng)只有極少數(shù)的研究。因此，本文中我們還對磷-氮組合對聚丙烯腈聚合物的阻燃協(xié)同作用進行了研究。
　　 為了快速評估聚丙烯腈聚合物的燃燒性能，在畢業(yè)論文中開發(fā)了一種快速制備PAN薄膜樣品的方法。制備過程與聚丙烯腈纖維的濕法紡絲工藝很桐似，具體如下：阻燃劑在二甲基甲酰胺中

4、通過機械攪拌被分散，然后將聚丙烯腈粉末添加入分散液并混合均勻；然后，將混合物在80℃的溫度條件下加熱5分鐘，以獲得均勻糊狀物。隨后通過將埃里克森機制備的薄膜（20-80微米）置于烤箱中，并在40℃的條件下加熱12個小時以去除二甲基甲酰胺。
　　 在此畢業(yè)論文中，通過以上制各樣品的方法，選擇了四種不同類型的聚磷酸銨，即：8um聚磷酸銨(APP)，4um小粒徑聚磷酸銨(APPSS)，18um帶有三氯氰胺涂層的聚磷酸銨(APPCM)，

5、7.5um小粒徑帶有三聚氰胺涂層的聚磷酸銨(APPCMSS)，作為阻燃劑加入聚丙烯腈聚合物中制成薄膜。通過極限氧指數(shù)測試、Bunsen burner火焰測試以及TGA和PCFC熱分解分析測試，對這些阻燃劑的防火效果進行了評估。極限氧指數(shù)和火焰測試結(jié)果表明所有的經(jīng)聚磷酸銨處理過的薄膜都表現(xiàn)出良好的防火性能。當(dāng)助燃劑在薄膜中的重量百分比達到25％時，所有的聚丙烯腈薄膜都可在空氣中自熄。聚丙烯腈薄膜的TGA和PCFC熱分析測試結(jié)果表明，在PA