聚氨酯泡沫表面氮化硼、還原氧化石墨烯防火涂層的構(gòu)筑與性能研究
發(fā)布時(shí)間:2021-02-25 07:45
軟質(zhì)聚氨酯泡沫(FPUF)具有良好的回彈性、吸音性以及保溫性能,被廣泛用作隔音、防震、隔熱等材料。但是FPUF一般為開(kāi)孔網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),密度低,比表面積大,具有高度可燃性,因此,在使用之前需進(jìn)行必要的阻燃處理,以提高其防火性能。層層組裝法是在各種基體表面構(gòu)筑功能性涂層的一種簡(jiǎn)便通用的方法。相對(duì)于阻燃添加和化學(xué)反應(yīng)技術(shù),該方法最大的優(yōu)點(diǎn)是幾乎不會(huì)損傷基體的機(jī)械性能,具有廣闊的應(yīng)用前景。因此,本論文選用層層組裝法,將具有優(yōu)良屏障效應(yīng)的六方氮化硼和還原氧化石墨烯納米片分別組裝在FPUF表面構(gòu)筑防火涂層。研究組裝條件與涂層結(jié)構(gòu)之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系,以及涂層結(jié)構(gòu)與阻燃性能之間的關(guān)聯(lián)理論。主要的研究?jī)?nèi)容和結(jié)論概述如下:1.氮化硼復(fù)合涂層在聚氨酯泡沫表面的構(gòu)筑及其阻燃性能研究用化學(xué)剝離的方法將塊狀的六方氮化硼(h-BN)剝離為h-BN納米片,并用層層組裝的方法將h-BN納米片/海藻酸鈉和聚乙烯亞胺分別組裝在石英片和FPUF表面。傅里葉變換紅外光譜儀(FTIR)、X-射線粉末衍射儀(XRD)和場(chǎng)發(fā)射掃描電子顯微鏡(SEM)測(cè)試結(jié)果表明:可以通過(guò)調(diào)節(jié)組裝層數(shù)以及h-BN納米片的濃度調(diào)控涂層的結(jié)構(gòu)和組成。隨著h-BN...
【文章來(lái)源】:河南大學(xué)河南省
【文章頁(yè)數(shù)】:78 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
LbL法的組裝過(guò)程示意圖以及目前可用于組裝的物質(zhì)分類(lèi)
提升FPUF的阻燃性能主要是由于涂層中的無(wú)機(jī)納米材料在形成陶瓷絕緣層(熱屏蔽效應(yīng)),能夠有效的隔絕氧氣、熱擴(kuò)散,阻礙燃燒過(guò)程。材料組裝體及其復(fù)合涂層燃 FPUF 方面,零維材料的研究比較少,主要有氫氧化鎂和H)。Haile 等[63]用混雜雙組分的方式將聚丙烯酸(PAA)穩(wěn)定亞胺(BPEI)組裝在 FPUF 表面,僅僅組裝 6 個(gè)混雜雙組分當(dāng)將樣品放在甲烷火中燒時(shí),該涂層不僅能夠完全消除 FPUUF 自熄,展現(xiàn)出很好的阻燃性。Patra[64]等將陽(yáng)離子勃姆石和面,僅 1 個(gè)雙組分層就能將 FPUF 的峰值熱釋放速率降低 5最好的配方之一。純的 FPUF 和勃姆石-蛭石涂層包覆的 FPU圖 1-2 所示。
Li 等[71]也采用相同的三組分組裝的方式來(lái)探究聚合電解質(zhì)的濃度(PAA和 BPEI)和蒙脫土的濃度對(duì) FPUF 阻燃性能的影響。研究結(jié)果表明聚合電解質(zhì)的濃度對(duì)涂層的增量影響比較大,但是蒙脫土的濃度對(duì)阻燃效果影響比較大。他們進(jìn)一步用層狀雙氫氧化物代替上一個(gè)體系中的蒙脫土組裝在 FPUF 表面,發(fā)現(xiàn)新的涂層耐火性更好[72]。FPUF 表面上僅組裝上 2 個(gè)三組分層,涂層增量為 10%就能將樣品的峰值熱釋放速率和平均質(zhì)量損失率分別降低 40%和 80%。Yang[73]等分別使用混雜雙組分組裝、三組分組裝和四組分組裝的方法將鈉蒙脫石、層狀雙氫氧化物和兩種聚合電解質(zhì)(BPEI 和PAA)組裝在 FPUF 表面,不同的組裝方式會(huì)引起涂層生長(zhǎng)速率、形貌和阻燃性能的差異。在這些組裝策略中,單層中的無(wú)機(jī)納米材料單獨(dú)存在或與聚合電解質(zhì)共同存在于同一層中。所有樣品的可燃性有不同程度的降低,峰值熱釋放速率的降低范圍為 20%至40%,平均熱釋放率的降低范圍為 50%至 80%,總熱釋放的降低范圍為 10%至 20%。經(jīng)過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn),混雜雙組分組裝的涂層阻燃效果最好。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]軟質(zhì)聚氨酯泡沫塑料無(wú)鹵阻燃技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 鄭德志,辛梅華,李明春. 化工進(jìn)展. 2015(09)
[2]含磷氮硫阻燃劑阻燃軟質(zhì)聚氨酯泡沫的研究[J]. 彭華喬,陳業(yè)中,劉又瑞,李潔華,夏祖西,譚鴻. 化工新型材料. 2014(03)
[3]無(wú)鹵阻燃型軟質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的研究進(jìn)展[J]. 楊建軍,章芬成,吳慶云,張建安,吳明元. 塑料工業(yè). 2013(02)
[4]軟質(zhì)聚氨酯泡沫無(wú)鹵阻燃研究進(jìn)展[J]. 彭華喬,夏祖西,于新華,蘇正良. 化工新型材料. 2008(08)
[5]阻燃聚氨酯軟泡的研究進(jìn)展[J]. 趙哲,張鵬,夏祖西,蘇正良. 應(yīng)用化工. 2008(05)
[6]微膠囊紅磷阻燃劑在軟質(zhì)聚氨酯泡沫塑料中的應(yīng)用研究[J]. 熊聯(lián)明,舒萬(wàn)艮,劉又年. 中國(guó)塑料. 2004(06)
[7]阻燃聚氨酯軟質(zhì)泡沫塑料綜述[J]. 葉詩(shī)茂. 消防技術(shù)與產(chǎn)品信息. 2003(04)
本文編號(hào):3050667
【文章來(lái)源】:河南大學(xué)河南省
【文章頁(yè)數(shù)】:78 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
LbL法的組裝過(guò)程示意圖以及目前可用于組裝的物質(zhì)分類(lèi)
提升FPUF的阻燃性能主要是由于涂層中的無(wú)機(jī)納米材料在形成陶瓷絕緣層(熱屏蔽效應(yīng)),能夠有效的隔絕氧氣、熱擴(kuò)散,阻礙燃燒過(guò)程。材料組裝體及其復(fù)合涂層燃 FPUF 方面,零維材料的研究比較少,主要有氫氧化鎂和H)。Haile 等[63]用混雜雙組分的方式將聚丙烯酸(PAA)穩(wěn)定亞胺(BPEI)組裝在 FPUF 表面,僅僅組裝 6 個(gè)混雜雙組分當(dāng)將樣品放在甲烷火中燒時(shí),該涂層不僅能夠完全消除 FPUUF 自熄,展現(xiàn)出很好的阻燃性。Patra[64]等將陽(yáng)離子勃姆石和面,僅 1 個(gè)雙組分層就能將 FPUF 的峰值熱釋放速率降低 5最好的配方之一。純的 FPUF 和勃姆石-蛭石涂層包覆的 FPU圖 1-2 所示。
Li 等[71]也采用相同的三組分組裝的方式來(lái)探究聚合電解質(zhì)的濃度(PAA和 BPEI)和蒙脫土的濃度對(duì) FPUF 阻燃性能的影響。研究結(jié)果表明聚合電解質(zhì)的濃度對(duì)涂層的增量影響比較大,但是蒙脫土的濃度對(duì)阻燃效果影響比較大。他們進(jìn)一步用層狀雙氫氧化物代替上一個(gè)體系中的蒙脫土組裝在 FPUF 表面,發(fā)現(xiàn)新的涂層耐火性更好[72]。FPUF 表面上僅組裝上 2 個(gè)三組分層,涂層增量為 10%就能將樣品的峰值熱釋放速率和平均質(zhì)量損失率分別降低 40%和 80%。Yang[73]等分別使用混雜雙組分組裝、三組分組裝和四組分組裝的方法將鈉蒙脫石、層狀雙氫氧化物和兩種聚合電解質(zhì)(BPEI 和PAA)組裝在 FPUF 表面,不同的組裝方式會(huì)引起涂層生長(zhǎng)速率、形貌和阻燃性能的差異。在這些組裝策略中,單層中的無(wú)機(jī)納米材料單獨(dú)存在或與聚合電解質(zhì)共同存在于同一層中。所有樣品的可燃性有不同程度的降低,峰值熱釋放速率的降低范圍為 20%至40%,平均熱釋放率的降低范圍為 50%至 80%,總熱釋放的降低范圍為 10%至 20%。經(jīng)過(guò)對(duì)比發(fā)現(xiàn),混雜雙組分組裝的涂層阻燃效果最好。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]軟質(zhì)聚氨酯泡沫塑料無(wú)鹵阻燃技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 鄭德志,辛梅華,李明春. 化工進(jìn)展. 2015(09)
[2]含磷氮硫阻燃劑阻燃軟質(zhì)聚氨酯泡沫的研究[J]. 彭華喬,陳業(yè)中,劉又瑞,李潔華,夏祖西,譚鴻. 化工新型材料. 2014(03)
[3]無(wú)鹵阻燃型軟質(zhì)聚氨酯泡沫塑料的研究進(jìn)展[J]. 楊建軍,章芬成,吳慶云,張建安,吳明元. 塑料工業(yè). 2013(02)
[4]軟質(zhì)聚氨酯泡沫無(wú)鹵阻燃研究進(jìn)展[J]. 彭華喬,夏祖西,于新華,蘇正良. 化工新型材料. 2008(08)
[5]阻燃聚氨酯軟泡的研究進(jìn)展[J]. 趙哲,張鵬,夏祖西,蘇正良. 應(yīng)用化工. 2008(05)
[6]微膠囊紅磷阻燃劑在軟質(zhì)聚氨酯泡沫塑料中的應(yīng)用研究[J]. 熊聯(lián)明,舒萬(wàn)艮,劉又年. 中國(guó)塑料. 2004(06)
[7]阻燃聚氨酯軟質(zhì)泡沫塑料綜述[J]. 葉詩(shī)茂. 消防技術(shù)與產(chǎn)品信息. 2003(04)
本文編號(hào):3050667
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