研讨石墨有机—无机杂化膨胀阻燃剂改性热固性树脂

论文导读：制备393.2.3阻燃CE树脂制备39-403.2.4结构表征与性能测试403.3结果与讨论40-603.3.1hIFR/CE的固化反应40-433.3.2hIFR/CE的介电性能43-463.3.3hIFR/CE的热性能46-473.3.4hIFR/CE的阻燃性能47-523.3.5hIFR/CE的阻燃机理分析52-603.4小结60-62第4章结论62-64参考文献64-79硕士期间发表/撰写的论文、专利79-80
摘要：高分子材料的易燃性成为控制其在尖端领域运用的一个―瓶颈‖。众多探讨证明，添加阻燃剂是提升高分子材料阻燃性的一种主要途径。但是现存的阻燃剂仍然有着添加量高、阻燃效率低、与树脂结合力差等不足。由此，高效阻燃剂的设计与制备成为了高分子材料阻燃探讨的重点领域。而且该方向不仅具有巨大的科研价值而且具备广阔的运用市场。本论文制备了具有有机-无机杂化结构的膨胀阻燃剂。氰酸酯树脂（CE）作为一种重要的热固性树脂，拥有优异的性能并在许多尖端领域有很多重要的运用。由此本论文选用氰酸酯树脂（CE）来作为作为基体树脂。并且将阻燃剂运用到氰酸酯（CE）,树脂中探讨阻燃剂对树脂的综合性能的影响。首先，在可膨胀石墨表面逐步接枝作为酸源、炭源、气源的单体。使用傅里叶变换红外（FTIR）光谱、拉曼光谱（Raman）、扫描透射显微镜（STEM）等测试对其结构进行了表征。结果显示通过三氯氧磷（POCl3）、季戊四醇（PER）、异氰尿酸三缩水甘油酯（TGIC）的化学反应，在可膨胀石墨表面实现了化学膨胀阻燃剂的包覆。最终获得了拥有有机-无机杂化结构的杂化型膨胀阻燃剂（hIFR）。热重分析（TGA）对EG和hIFR的热稳定性和成炭性能进行了表征。通过热重分析，计算hIFR的有机包覆层的包覆率为17.65wt%。另外，使用Raman、扫描电子显微镜（SEM）对两种阻燃剂的残炭进行表征。经过燃烧处理后，hIFR形成了比EG更为致密的炭层。其次，分别制备了EG/CE和hIFR/CE树脂，探究阻燃剂对树脂固化性能、介电性能、热性能和阻燃性能的影响。结果显示, hIFR的添加能有效的降低CE树脂的固化温度，当hIFR添加量的20wt%时，固化放热峰向低温移动了66oC。在当hIFR添加量为5wt%时，hIFR/CE树脂的氧指数（OI）以27%提高到38%。同时hIFR/CE树脂的热释放速率峰值（PHRR）和总热释放量（THR）仅是CE树脂的32.3%和23.1%。在相同添加量下，hIFR/CE树脂的阻燃性显著优于EG/CE树脂，证明了hIFR是一种更好的阻燃剂。树脂的热降解动力学分析显示，CE树脂在转化率到达45%时，达到Ea的最大值190.9kJ mol-1。而EG5/CE树脂Ea值在转化率为55%时，达到最大值343.7kJ mol-1。在hIFR5/CE树脂中，它的分别在转化率为20%和50%处达到两个峰值。这说明hIFR/CE树脂具有不同的降解行为和机理。hIFR独特的杂化结构赋予了它优异的阻燃性能。关键词：阻燃剂论文可膨胀石墨论文杂化论文协同效应论文
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Abstract6-10
第1章 文献综述10-29

1.1 前言10-11

1.2 聚合物的燃烧与阻燃性11-13

1.2.1 聚合物的燃烧11-12

1.2.2 聚合物的阻燃机理12-13

1.3 高聚物阻燃剂的种类及探讨近况13-28

1.3.1 阻燃剂的概况13-14

1.3.2 阻燃剂的分类14-27

1.3.3 进展走势27-28

1.4 选题作用和探讨内容28-29

第2章 新型有机-无机杂化膨胀阻燃剂的探讨29-39

2.1 前言29-30

2.2 实验部分30-32

2.1 实验材料30

2.2 实验设备30-31

2.3 hIFR 的制备31-32

2.4 结构表征与性能测试32

2.3 结果与讨论32-38

2.3.1 结构分析32-35

2.3.2 热重分析35

2.3.3 形貌分析35-37

2.3.4 成炭分析37-38

2.4 小结38-39

第3章 有机-无机杂化膨胀阻燃剂改性氰酸酯树脂的探讨39-62

3.1 前言39

3.2 实验部分39-40

3.

2.1 实验原料39

3.

2.2 CE 树脂制备39

3.

2.3 阻燃 CE 树脂制备39-40

3.

2.4 结构表征与性能测试40

3.3 结果与讨论40-60

3.1 hIFR/CE 的固化反应40-43

3.2 hIFR/CE 的介电性能43-46

3.3 hIFR/CE 的热性能46-47

3.4 hIFR/CE 的阻燃性能47-52

3.5 hIFR/CE 的阻燃机理分析52-60

3.4 小结60-62

第4章 结论62-64
参考文献64-79
硕士期间发表/撰写的论文、专利79-80
致谢80-82