【摘 要】
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可发性聚苯乙烯泡沫(EPS)作为一种低成本的聚合物材料,因其出色的隔热、防潮、抗震和轻质等特性,被广泛的应用于建筑、包装、桥梁和汽车等领域。但EPS富集碳氢的化学结构和内部大的比表面积决定了其高度易燃,在燃烧过程中产生大量黑烟和熔滴,严重地限制了EPS的进一步应用。本课题设计了三种无卤阻燃体系,通过包覆法制备EPS阻燃材料。主要工作如下:(1)制备得到磷酸化壳聚糖(CA),通过树脂粘结作用获得由C
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可发性聚苯乙烯泡沫(EPS)作为一种低成本的聚合物材料,因其出色的隔热、防潮、抗震和轻质等特性,被广泛的应用于建筑、包装、桥梁和汽车等领域。但EPS富集碳氢的化学结构和内部大的比表面积决定了其高度易燃,在燃烧过程中产生大量黑烟和熔滴,严重地限制了EPS的进一步应用。本课题设计了三种无卤阻燃体系,通过包覆法制备EPS阻燃材料。主要工作如下:(1)制备得到磷酸化壳聚糖(CA),通过树脂粘结作用获得由CA包覆的EPS泡沫(E-CA)。结果表明,当以20 g CA包覆25 g EPS时,EPS的极限氧指数(LOI)提高为33.5,垂直燃烧(UL-94)等级达到V-0,热释放速率峰值(pHRR)和总热释放量(THR)分别下降57.8%和46.3%,烟释放速率峰值(pSPR)和总烟产量(TSP)分别下降42.9%和48.7%,表现出比传统膨胀型阻燃剂(IFR)包覆样品更好的阻燃性能。(2)制备硼酸改性的聚硅酸钠涂料(BSPS)替代树脂作为粘合剂,混合可膨胀石墨(EG)得到由BSPS/EG包覆的EPS泡沫。当包覆25 g的BSPS/EG(BSPS:EG=22:3)时,EPS的LOI达到29.5,UL-94达到V-0等级,pHRR和THR分别下降68.9%和31.3%,pSPR和TSP分别降低42.5%和17.1%,提升EPS阻燃性能的同时,实现了包覆阻燃体系的无卤、无磷、无甲醛化。(3)合成了酸源、碳源、气源一体的三嗪类膨胀型阻燃剂(PHTD),作为EPS泡沫的阻燃粘合剂使用。结果表明,PHTD能够均匀地粘附于EPS珠粒表面,当PHTD的包覆量为18 g时,EPS泡沫的LOI达到28.8,UL-94达到V-0等级,pHRR和THR分别降低74.9%和36.8%,pSPR和TSP分别降低77.3%和55.6%。PHTD的包覆几乎不会对EPS泡沫的热导率造成影响,同时泡沫的压缩强度从132.2 MPa提升至158.7 MPa。
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