论文部分内容阅读
在纺织和其他应用中聚酯(PET)是使用最广泛的聚合物之一,截至2010年为止,聚酯的年产量已经达到7251万吨,其中我国的年产量为3000万吨,聚酯产量的逐年递增使废弃聚酯的量不断增加,废弃聚酯的再利用成为研究热点。硬质聚氨酯泡沫(PUF)有其优良性能,如密度低,耐磨性高,减震性好等,已被用于许多领域,如仿木材、包装材料等。由于它的导热系数比其他绝缘材料低,因此作为绝缘材料广泛用在建筑物外保温材料,冰箱、冰柜的箱体绝热层,冷库、冷藏车使用的绝热材料。但是,硬质PUF属于易燃的材料,燃烧时具有火焰蔓延快速和热释放速率高的特点,从消防安全的角度来说,对硬质PUF的阻燃改性是必不可少的。本课题采用乙二醇醇解废弃PET得到的产物对苯二甲酸乙二醇(BHET)并与多异氰酸酯(PM-200)、水等混合反应,并在反应过程中加入以聚磷酸铵(APP)为主的阻燃剂制备出阻燃硬质PUF。阻燃剂添加量为50%(相对BHET的质量)时阻燃硬质PUF在空气中达到难燃级别;阻燃剂为60%(相对BHET的质量)时其在燃烧过程中的烟密度等级降低较明显;红外光谱(FT-IR)表征了阻燃硬质PUF和纯硬质PUF的结构,探讨了发泡的反应过程;并对不同含量的阻燃剂制备的硬质PUF泡沫的密度和压缩强度进行对比测试;差示扫描量热法(DSC)、热重分析仪(TGA)测试了阻燃硬质PUF中不同含量的阻燃剂对泡沫的熔点和热稳定性的影响。同时探讨了BHET与PM-200、水制备阻燃硬质PUF的工艺条件,当阻燃剂添加量为5g,多异氰酸酯、BHET、去离子水、辛酸亚锡和二甲基硅油按质量比为2.45:1:0.1:0.115:0.08配制,反应温度为70℃时制备的阻燃硬质PUF具有较好的压缩性能和密度。利用扫描电镜(SEM)观察了最佳工艺条件下制备的阻燃硬质PUF燃烧前和燃烧后的形态结构,并使用热重分析仪(TGA)、动态热机械分析仪(DMA)对样品进行测试分析。在样品测试过程中发现制备的阻燃硬质PUF的压缩强度降低明显同时烟密度不太理想,因此利用层状磷酸锆(-ZrP)改性聚磷酸铵(APP)制备出-ZrP-APP阻燃硬质PUF,增强了APP的抑烟效果。利用有机蒙脱土(CMMT)与PM-200经超声波振荡混合制备出CMMT/阻燃硬质PUF,用来改善阻燃硬质PUF的压缩强度。按照分析结果制备出CMMT/-ZrP-APP阻燃硬质PUF,利用万能试验机测试其压缩性能的变化,热重分析仪(TGA)对其热稳定性能进行研究,同时锥形量热仪测试了所制备样品的点燃时间、热释放总量、烟释放总量及速率和比消光面积等参数。