環(huán)保型聚氨酯的合成及阻燃性能研究.pdf

1、獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本入在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成粟據(jù)我所知，除了文中特別加以掾洼和致謝的地方外，論文中不包含其、他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的研究成果，也不包含為獲得室般太孚或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書(shū)面使用過(guò)的材粹與我一溺工作的同戀對(duì)奉研究所斂的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說(shuō)明并表示謝意學(xué)位論文作者簽名：王姨簽字日期：≥口J『二年每月習(xí)日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū)本學(xué)位論文作者完全了解壤’鏹犬嘻有關(guān)保露、使用學(xué)位論

2、文的規(guī)定，有權(quán)保留并巍國(guó)家有關(guān)部門(mén)或機(jī)構(gòu)遂交論文昀復(fù)印俸和磁盤(pán)，允許論文被查團(tuán)和借闋本人授權(quán)螄蟮可以將學(xué)位論文的金部殘部分內(nèi)容鳊入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)飼手段保存、匯編學(xué)位論文(保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)書(shū))學(xué)位論文作者簽名：王炎簽字日期：沙工年4月習(xí)日學(xué)位論文作者畢業(yè)去向：工作單位：通訊地址：導(dǎo)師簽名：簽字日期：電話：郵編：咬文年年月刁曩環(huán)保型聚氨酯的合成及阻燃性能研究一方面，由于硼酚醛中含有硼酯鍵，硼

3、酯鍵的鍵能遠(yuǎn)大于醚鍵，從而提高樹(shù)脂的耐熱性。而且由于硼原子的存在，樹(shù)脂在裂解過(guò)程中可以形成具有致密結(jié)構(gòu)的玻璃碳，而這種玻璃碳能有效地阻止氧氣進(jìn)入，抑制樹(shù)脂的進(jìn)一步燃燒，以提高阻燃性能。另一方面，由于硼化合物的加入，在高溫條件下，可以在樹(shù)脂表面生成致密的玻璃態(tài)結(jié)構(gòu)層，研究認(rèn)為這層玻璃態(tài)物質(zhì)為氧化硼，可有效阻止氧氣等可燃性氣體進(jìn)入材料內(nèi)部，從而阻止材料的進(jìn)一步燃燒，因此，樹(shù)脂的高溫穩(wěn)定性和抗氧化性得到很大提高。以異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI

4、)、聚醚二元醇(N210)、14丁二醇(BDO)、二羥甲基丙酸(DMPA)、有機(jī)硅(KH550、SP)等為主要原料合成了一系列有機(jī)硅阻燃改性的水性聚氨酯。通過(guò)紅外光譜、吸水率、掃描電鏡X射線光譜儀(SEMEDx)、拉伸測(cè)試、熱分析(TGA)、極限氧指數(shù)(LOI)、微型燃燒量熱(MCC)等測(cè)試，研究了有機(jī)硅的加入對(duì)聚氨酯(PU)乳液穩(wěn)定性、耐水性、接觸角、力學(xué)性能、熱性能、阻燃性能等性能的影響。測(cè)試結(jié)果表明，有機(jī)硅的加入使得聚氨酯的接觸角

5、明顯增大，硅原子向涂膜表面遷移，涂膜的耐水性顯著提高，熱穩(wěn)定性顯著提高，熱分解速率明顯降低，涂膜高溫下熱分解后的殘?zhí)柯试黾用黠@。當(dāng)KH550和SP含量占聚氨酯預(yù)聚體質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為65％和126％時(shí)，聚氨酯的氧指數(shù)達(dá)到28％，材料由易燃變?yōu)殡y燃。因此，聚氨酯的阻燃性能得到很大提高，UL94垂直燃燒測(cè)試結(jié)果也顯示，PU的阻燃性能已達(dá)到UL94V1級(jí)。有機(jī)硅的分子結(jié)構(gòu)中含有硅氧鍵，而主鏈含硅氧基團(tuán)的有機(jī)硅改性聚氨酯實(shí)際上是一種本質(zhì)阻燃高聚物。

6、其原因是這類基團(tuán)的存在能夠促進(jìn)材料在高溫下成炭，而炭層中的硅氧基團(tuán)又有助于形成連續(xù)的、抗氧化的硅酸鹽保護(hù)層，因此，可顯著提高材料的氧指數(shù)以及抗高溫氧化性能，并保護(hù)炭層下的基材免受破壞。一般認(rèn)為，硅氧基團(tuán)的阻燃作用是按凝聚相阻燃機(jī)理進(jìn)行的，是通過(guò)生成裂解炭層和提高炭層的抗氧化性來(lái)實(shí)現(xiàn)的。由于聚合物中的硅可賦予材料耐氧原子流(氧自由基)的能力，能夠提高材料的抗氧化能力。并且，含硅聚合物在受熱分解時(shí)，可以生成二氧化碳、水蒸氣和二氧化硅，會(huì)降低