【摘 要】
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随着聚甲基丙烯酰亚胺（PMI）泡沫在航空航天、轨道交通等领域的不断发展,社会对PMI泡沫性能的要求也越来越高。PMI泡沫具有良好的闭孔结构和力学性能,但容易燃烧的特点限制了它的进一步发展。本文旨在合成一种集磷、硅、硼阻燃元素于一体的反应型阻燃剂,并将其应用于PMI泡沫,以期获得阻燃性能提高且能保持良好综合性能的改性PMI泡沫。首先,本文基于设计的合成路径制备出氨基封端的反应型阻燃剂含磷聚硼硅氧烷（
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随着聚甲基丙烯酰亚胺（PMI）泡沫在航空航天、轨道交通等领域的不断发展,社会对PMI泡沫性能的要求也越来越高。PMI泡沫具有良好的闭孔结构和力学性能,但容易燃烧的特点限制了它的进一步发展。本文旨在合成一种集磷、硅、硼阻燃元素于一体的反应型阻燃剂,并将其应用于PMI泡沫,以期获得阻燃性能提高且能保持良好综合性能的改性PMI泡沫。首先,本文基于设计的合成路径制备出氨基封端的反应型阻燃剂含磷聚硼硅氧烷（N-PBSi）,并对其热分解行为进行探究,同时通过改变反应原料配比和反应时间等参数对N-PBSi的反应条件进行优化,实验结果表明,当反应物配比为1:1.33:3,反应时长为6h时,能够获得综合性能较佳的目标阻燃剂。然后,将制备的N-PBSi应用于PMI共聚物的阻燃改性。通过结构表征确定了阻燃剂N-PBSi与PMI单体化学接枝的可行性,并对不同N-PBSi含量的改性PMI共聚物的阻燃性能进行测定。当N-PBSi为15wt.%时,改性PMI共聚物能够达到垂直燃烧测试的V-0级别,并且极限氧指数值可达27%,表现出良好的阻燃性能。同时对N-PBSi在PMI共聚物中的阻燃机理进行了相关探讨。最后,将N-PBSi用于PMI泡沫的改性制备。N-PBSi的引入提高了改性PMI泡沫的密度,其泡孔直径明显变小,泡壁和泡棱逐渐增厚。改性PMI泡沫密度和泡孔结构的变化对其力学性能产生较大影响,N-PBSi的引入使得改性PMI泡沫的拉伸性能由强而韧向刚而脆方向转变,压缩性能则有了明显的提升。当N-PBSi含量为20wt.%时,改性PMI泡沫的LOI值由最初的20.6%提升到22%,热释放速率和烟生成速率也有明显的降低,表明N-PBSi的引入具有抑烟阻燃的效果。此外,对N-PBSi在PMI泡沫中的阻燃作用也进行了分析。
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