论文部分内容阅读
聚合物材料具有轻质、易于加工、价格低廉、综合性能优越等优点,广泛应用于汽车、建筑、包装、航天、军事等各个领域。然而,由于大多聚合物材料存在易燃性的问题,不仅限制其使用范围,而且由此引发的火灾会给人类社会带来重大的人员伤亡和经济损失等问题。此外,随着当今阻燃领域相应法规法令日渐苛刻及环保意识的加强,加强对聚合物的绿色高效阻燃研究尤为重要。超临界二氧化碳（scCO2）具有绿色环保、来源广泛、价格便宜、易于回收等优点,广泛应用于食品、医药和化工等领域。当scCO2溶解在聚合物基体中时,能够起增塑作用,增大聚合物的自由体积、大分子链活动能力、传质速率和降低熔体粘度等作用。然而,直到现在,scCO2技术鲜有被提及用于阻燃领域。本论文旨在进一步扩大scCO2技术的应用,研究scCO2技术在改善阻燃剂在基体中分散状况的可行性,进而提高阻燃聚合物的阻燃效率,并探究cCO2辅助阻燃剂分散的机理。本文的主要研究内容如下:（1）首先,本文采用scCO2作为加工介质,研究膨胀型阻燃剂（IFR）在聚丙烯（PP）基体中的分散情况及其阻燃效率。其中,IFR由聚磷酸铵与季戊四醇构成,且重量比为3:1。研究结果表明:应用scCO2技术能够有效改善IFR在PP中分散情况,通过调控scCO2的含量能够实现在添加较低含量的IFR即可达到较高含量的IFR的阻燃效果,扩展了提高阻燃聚合物阻燃效率的方法。（2）其次,本文为了揭示scCO2技术在辅助IFR在PP基体中分散的作用及提高复合材料阻燃效率的作用机理,研究了温度及压力对膨胀型阻燃聚丙烯加工及性能的影响。通过调节温度、压力等条件,研究了阻燃发泡PP复合材料的合适发泡条件,及不同条件下相应阻燃PP复合材料的分散状况及性能。研究结果表明:在合适发泡温度内,降低温度和增大压力有助于提高PP/IFR复合材料的膨胀倍率;采用scCO2技术能够进一步优化IFR在PP基体中的分散,能够有效改善残炭质量和抑烟效果等,从而进一步提高了阻燃剂的阻燃效率。（3）最后,为了进一步扩展scCO2技术在其它阻燃体系中的应用,采用CO2作为发泡剂,通过大分子溴系阻燃剂（FR-122P）与溴化环氧树脂（2200HM）协效阻燃,研究了复合阻燃剂对聚苯乙烯（PS）和发泡PS复合材料的阻燃改性。研究结果表明:当FR-122P与2200HM重量比为4:1、且添加量为25wt%时,复合材料的极限氧指数可达25.8,并可通过UL-94V-0等级;当复合阻燃剂的添加量为40wt%时,可得到膨胀倍率较高、泡孔密度较大、泡孔尺寸较小的发泡PS复合材料,且可通过泡沫水平燃烧的HF-2等级。