超臨界二氧化碳輔助阻燃聚合物加工及結(jié)構(gòu)與性能關(guān)系研究.pdf

1、聚合物材料具有輕質(zhì)、易于加工、價(jià)格低廉、綜合性能優(yōu)越等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于汽車、建筑、包裝、航天、軍事等各個(gè)領(lǐng)域。然而，由于大多聚合物材料存在易燃性的問(wèn)題，不僅限制其使用范圍，而且由此引發(fā)的火災(zāi)會(huì)給人類社會(huì)帶來(lái)重大的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失等問(wèn)題。此外，隨著當(dāng)今阻燃領(lǐng)域相應(yīng)法規(guī)法令日漸苛刻及環(huán)保意識(shí)的加強(qiáng)，加強(qiáng)對(duì)聚合物的綠色高效阻燃研究尤為重要。
　　超臨界二氧化碳(scCO2)具有綠色環(huán)保、來(lái)源廣泛、價(jià)格便宜、易于回收等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于食

2、品、醫(yī)藥和化工等領(lǐng)域。當(dāng)scCO2溶解在聚合物基體中時(shí)，能夠起增塑作用，增大聚合物的自由體積、大分子鏈活動(dòng)能力、傳質(zhì)速率和降低熔體粘度等作用。然而，直到現(xiàn)在，scCO2技術(shù)鮮有被提及用于阻燃領(lǐng)域。本論文旨在進(jìn)一步擴(kuò)大scCO2技術(shù)的應(yīng)用，研究scCO2技術(shù)在改善阻燃劑在基體中分散狀況的可行性，進(jìn)而提高阻燃聚合物的阻燃效率，并探究cCO2輔助阻燃劑分散的機(jī)理。本文的主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　(1)首先，本文采用scCO2作為加工介質(zhì)，

3、研究膨脹型阻燃劑(IFR)在聚丙烯(PP)基體中的分散情況及其阻燃效率。其中，IFR由聚磷酸銨與季戊四醇構(gòu)成，且重量比為3∶1。研究結(jié)果表明:應(yīng)用scCO2技術(shù)能夠有效改善IFR在PP中分散情況，通過(guò)調(diào)控scCO2的含量能夠?qū)崿F(xiàn)在添加較低含量的IFR即可達(dá)到較高含量的IFR的阻燃效果，擴(kuò)展了提高阻燃聚合物阻燃效率的方法。
　　(2)其次，本文為了揭示scCO2技術(shù)在輔助IFR在PP基體中分散的作用及提高復(fù)合材料阻燃效率的作用機(jī)理，

4、研究了溫度及壓力對(duì)膨脹型阻燃聚丙烯加工及性能的影響。通過(guò)調(diào)節(jié)溫度、壓力等條件，研究了阻燃發(fā)泡PP復(fù)合材料的合適發(fā)泡條件，及不同條件下相應(yīng)阻燃PP復(fù)合材料的分散狀況及性能。研究結(jié)果表明:在合適發(fā)泡溫度內(nèi)，降低溫度和增大壓力有助于提高PP/IFR復(fù)合材料的膨脹倍率;采用scCO2技術(shù)能夠進(jìn)一步優(yōu)化IFR在PP基體中的分散，能夠有效改善殘?zhí)抠|(zhì)量和抑煙效果等，從而進(jìn)一步提高了阻燃劑的阻燃效率。
　　(3)最后，為了進(jìn)一步擴(kuò)展scCO2技術(shù)

5、在其它阻燃體系中的應(yīng)用，采用CO2作為發(fā)泡劑，通過(guò)大分子溴系阻燃劑（FR-122P）與溴化環(huán)氧樹脂(2200HM)協(xié)效阻燃，研究了復(fù)合阻燃劑對(duì)聚苯乙烯(PS)和發(fā)泡PS復(fù)合材料的阻燃改性。研究結(jié)果表明:當(dāng)FR-122P與2200HM重量比為4∶1、且添加量為25wt％時(shí)，復(fù)合材料的極限氧指數(shù)可達(dá)25.8，并可通過(guò)UL-94V-0等級(jí);當(dāng)復(fù)合阻燃劑的添加量為40wt％時(shí)，可得到膨脹倍率較高、泡孔密度較大、泡孔尺寸較小的發(fā)泡PS復(fù)合材料，且