论文部分内容阅读
皮革制品凭借着优异的性能应用在越来越多的领域,但是皮革制品燃烧的危害,不亚于其他行业(橡胶、塑料、纺织),因此开发阻燃性能好的功能性皮革是形势所趋。优化皮革工艺和开发高效、无卤、低毒的磷系阻燃剂是阻燃皮革的研究热点。本论文合成了高磷含量磷酸酯三聚氰胺盐(HPPMS)和季鏻型磷酸酯三聚氰胺盐(THP-PPMS)两种阻燃剂,并将应用于皮革阻燃。首先,以磷酸(PA)和双羟甲基甲基氧化膦(BMPO)与季戊四醇为原料,合成高磷含量磷酸酯三聚氰胺盐(HPPMS),然后甲醛和亚硫酸氢钠对其改性,以及研究了合成因素对产率的影响。用傅里叶红外光谱仪(FT-IR)对合成产物的结构进行了表征;热重分析仪(TGA)研究了改性HPPMS/皮革体系的热稳定性;用扫描电镜(SEM)研究了改性HPPMS/皮革体系残碳的形貌;研究了改性HPPMS对皮革的力学性能、阻燃性能、收缩温度和感官性能的影响。结果表明:PA:BMPO=2:1(摩尔比),磷酸酯的产率最大为84.3%,三聚氰胺的反应时间是4h,HPPMS的产率最大,甲醛反应时间为1.5h,产物中残留的甲醛量最少;在皮革中添加质量为6%的改性HPPMS,皮革的LOI从26.6提高到33.6;皮革的有焰燃烧时间和无焰燃烧时间分别达到了 2.7s和0s;拉伸强度达到24.5MPa;伸缩温度达到111.3℃;而添加4%的改性HPPMS的皮革断裂延伸率达到最大91.6%;在皮革中加入改性HPPMS,对其感官性能改善不明显。其次,以磷酸酯三聚氰胺盐和四羟甲基硫酸磷(THPS)为原料,合成季鏻型磷酸酯三聚氰胺盐,研究合成路线和反应条件。用傅里叶红外光谱仪(FT-IR)对合成产物THP-PPMS进行结构表征;用热重分析仪(TGA)研究了 THP-PPMS/皮革体系的热稳定性;用扫描电镜(SEM)研究了 THP-PPMS/皮革体系残碳的形貌;研究了 THP-PPMS对皮革的力学性能、阻燃性能、收缩温度和感官性能的影响。结果表明:反应体系的PH为6.0时,产率最大为81%;在皮革中添加质量为6%的THP-PPMS,皮革的LOI从26.3提高到35.2;在皮革中添加质量为8%的THP-PPMS,皮革的有焰燃烧时间和无焰燃烧时间分别达到了 1.2s和Os;拉伸强度达到25.6MPa,断裂延伸率为82.5%;伸缩温度达到112.1℃;在皮革中加入改性THP-PPMS,对其感官性能改善不明显。最后,对皮革工艺的探究,将阻燃剂在加脂阶段添加,将其与复鞣阶段添加相对比,研究皮革的综合性能。结果表明:阻燃皮革的最大LOI值下降了 4.9,有焰燃烧时间和无焰燃烧时间上升了 4.5s和50.3s,伸缩温度降低了 3.4℃;皮革的最大拉伸强度降低了 4.6MPa,添加1%的阻燃剂的皮革的最大断裂伸长率109.1%;阻燃皮革感官性能改善同样不明显。