论文部分内容阅读
本文中首先对生物基材料K-型卡拉胶进行分级、降解制备得到卡拉胶寡糖(KC),通过三氯氧磷(POCl3)与KC原位聚合反应合成磷酸酯化卡拉胶(PKC)。然后将9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)和制备得到的PKC按不同质量比例加入到水性环氧树脂(EP)中,制备得到一系列阻燃涂层。采用傅立叶变换红外光谱(FTIR),X射线光电子能谱(XPS),热重分析(TGA)对P-KC的结构和性能进行了综合的研究,通过分析证明P-KC的成功合成。通过锥形量热测试评价涂覆在钢板上水性环氧树脂的阻燃性,结果表明:不同质量比例的DOPO和P-KC影响水性环氧树脂的阻燃性,当DOPO和P-KC的质量比例为2:1时,总热释放量(THR)和总烟释放量(TSP)较纯水性环氧树脂分别下降了49%和37%,进一步通过FTIR和扫描电子显微镜(SEM)观察阻燃水性环氧树脂残炭的微观结构,表明阻燃水性环氧树脂体系具有更致密的炭层结构,致密的残炭结构抑制了热量和氧气的传递。此外,为了进一步提升KC的阻燃效率和抑烟性能,本文采用KC与Fe Cl3通过络合反应合成卡拉胶-铁络合物(KC-Fe),探索了APP和KC-Fe不同比例添加量对水性环氧树脂阻燃性能和抑烟性能的影响。通过FTIR,紫外光谱,TGA,X射线粉末衍射分析(XRD)对KC-Fe的结构和性能进行了研究,通过分析表明KC-Fe成功合成,KC-Fe具有良好的热稳性,其燃烧产物可以生成具有催化作用的氧化铁。通过极限氧指数(LOI)和UL-94评价阻燃水性环氧树脂的阻燃性能,此外,还通过锥形量热测试研究了涂覆在钢板上的水性环氧树脂的阻燃性能、抑烟性能以及火安全性。结果表明:当APP和KC-Fe的添加比例为2:1时,阻燃涂层的阻燃性能最好,LOL达到了29.5%,THR和TSP分别下降了44%和45%,具有显著的抑烟性能和火安全性能。进一步通过FTIR、SEM和元素分析(EDS)观察阻燃环氧树脂燃烧后的残炭结构,表明APP和KC-Fe具有优异的协效阻燃抑烟的作用,能够催化形成致密炭层,从而提升水性环氧树脂的阻燃性能和抑烟性能。