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、膨脹型阻燃劑是近年來頗受關(guān)注的一類新型無鹵阻燃劑,在高聚物阻燃研究中有著越來越廣泛的應(yīng)用,具有高阻燃性、無熔滴滴落行為,低煙、無毒、無腐蝕性氣體產(chǎn)生等特點。本文結(jié)合國內(nèi)外文獻(xiàn)的調(diào)研和本課題組的有關(guān)工作的基礎(chǔ)上,對阻燃劑的研究進(jìn)展、丁苯橡膠的阻燃技術(shù)發(fā)展以及膨脹型阻燃劑的改進(jìn)技術(shù)研究進(jìn)行了總結(jié)概括。本文以丁苯橡膠(SBR)為基體,典型的膨脹阻燃體系聚磷酸銨(APP)/季戊四醇(PER)作為阻燃劑,在常溫下通過雙輥混煉制備了膨脹阻燃丁苯橡膠

2、,考察了材料的熱穩(wěn)定性和阻燃性能,著重研究了各種化合物對膨脹阻燃丁苯橡膠的協(xié)效阻燃作用,對協(xié)效體系的阻燃性、熱穩(wěn)定性以及協(xié)效機(jī)理進(jìn)行了探討。本文的主要研究工作如下: 1.在常溫下,使用開煉機(jī)制備了膨脹型阻燃丁苯橡膠,通過LOI和UL-94考察了膨脹型阻燃劑的阻燃性能,確定了APP/PER的最佳比例為2:1。通過熱重分析(TG),發(fā)現(xiàn)膨脹型阻燃劑的添加提高了丁苯橡膠在高溫區(qū)的熱穩(wěn)定性,并能大大提高材料的殘余量,使用實時紅外(FTI

3、R)探測,發(fā)現(xiàn)材料在高溫時會形成以磷為主要含量的穩(wěn)定炭層。 2.選取含硼元素的兩種化合物硼酸鋅和磷酸硼作為協(xié)效劑,考察這兩種化合物對膨脹體系的協(xié)效效果。通過LOI、UL-94和錐形量熱計對材料的燃燒性能進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)硼酸鋅和磷酸硼對于材料的LOI值和燃燒等級有明顯提高,LOI值可達(dá)30,垂直燃燒等級達(dá)到了Ⅴ-0級別,但是熱釋放速率卻沒有顯著降低。從熱重分析的結(jié)果來看,硼酸鋅和磷酸硼的加入,提高了膨脹阻燃丁苯橡膠在低溫區(qū)域的熱穩(wěn)定

4、性能。從炭層的掃描電鏡(SEM)照片發(fā)現(xiàn),硼酸鋅和磷酸硼的加入可以提高材料炭層的連續(xù)性和致密性。 3.選用五種過渡金屬氧化物中,二氧化鋯(ZrO2)的協(xié)效作用最為明顯。通過LOI、UL-94、錐形量熱計以及TG的分析發(fā)現(xiàn),添加3.4phr的ZrO2時,膨脹型阻燃丁苯橡膠的垂直燃燒等級提高到Ⅴ-0級別,最大熱釋放速率也有所降低,材料的點燃時間也有所增加,添加ZrO2的阻燃材料的殘余量有所提高。從SEM圖像發(fā)現(xiàn),金屬氧化物的添加能夠

5、改變炭層的形貌。結(jié)合FTIR、X射線衍射(XRD)和X射線光電子能譜(XPS)的分析,對ZrO2的阻燃協(xié)效機(jī)理進(jìn)行了推測:一方面,ZrO2可以催化APP交聯(lián)反應(yīng),釋放出H2O和氨氣,另外,ZrO2是種特殊的催化劑,可以使得IFR中的酸源富集變成超強酸,這種超強酸催化脫水炭化的過程,促進(jìn)炭層的形成。另一方面,通過電鏡可以看到,加入的ZrO2與APP反應(yīng)生成熱穩(wěn)定性很好的ZrP2O7,玻璃態(tài)的ZrP2O7覆蓋在炭層表面,使得炭層隔絕熱傳導(dǎo)的

6、作用得到改善。 4.分別采用水熱合成法和固相合成法合成了CePO4和LaPO4·0.5H2O,從熱失重曲線看出,CePO4和LaPO4·0.5H2O均是熱穩(wěn)定性很好的物質(zhì)。在膨脹阻燃丁苯橡膠中,添加少量的CePO4和LaPO4·0.5H2O,體系的垂直燃燒級別便能提高到Ⅴ-0級別。使用錐形量熱計、TG和SEM對材料進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn),CePO4和LaPO4·0.5H2O大大增加了材料的點燃時間,熱釋放速率峰值明顯降低。CePO4和La

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