阻燃型生物质聚氨酯硬质泡沫的制备与性能研究

阻燃型生物质聚氨酯硬质泡沫的制备与性能研究

作者:师大云端图书馆 时间:2015-11-11 分类:参考文献 喜欢:1537
师大云端图书馆

【摘要】聚氨酯硬质泡沫是目前世界上性能最佳的隔热保温材料,随着化石资源的大量使用和人类环保意识的增强,以生物质资源替代化石资源制备聚氨酯泡沫的研究受到了广泛的关注。利用价格便宜的腰果酚、蓖麻油等生物质资源替代苯酚等石化资源制备阻燃型聚氨酯硬泡对发挥生物质资源优势、改善生态环境,促进聚氨酯行业的发展均有明显的促进作用。本论文以生物质资源腰果酚、蓖麻油为原料,通过Mannich反应、烷氧化反应、醇解、酯化等反应合成新型聚醚、聚酯多元醇,进一步制备性能良好的阻燃型聚氨酯硬质泡沫,研究生物质多元醇的结构对聚氨酯硬质泡沫性能的影响。主要研究内容和结论如下:1.以腰果酚、苯酚、多聚甲醛、二乙醇胺、三聚氰胺等为原料,通过Mannich反应制备了不同结构和性能的腰果酚Mannich碱。对反应过程进行了分析和探索,采用FTIR、1HNMR、GPC、GC-MS、TG等对反应中间体和产物进行了结构表征和性能测试,证实了醛先与胺反应生成中间体的Mannich反应机理,讨论了影响腰果酚Mannich碱的产物组成、粘度、羟值、分子量等结构与性能指标的主要因素:反应温度、腰果酚用量、腰果酚对苯酚的替代量和三聚氰胺添加量等。2.以不同结构的腰果酚Mannich碱为起始剂,和环氧丙烷发生烷氧基化反应合成腰果酚Mannich聚醚多元醇,产物具有粘度小、官能度可调﹑含有阻燃基团等优点。通过研究起始物结构、催化剂种类、环氧丙烷质量等因素对聚醚多元醇结构及性能的影响,确定了较优工艺条件,对聚醚多元醇进行羟值、粘度等性能测试和FTIR、TGA、GPC和1HNMR等结构表征。腰果酚用量越小,腰果酚对苯酚的替代量越低,三聚氰胺添加量越多,多元醇的粘度和羟值越大,热稳定性越高;筛选出适合制备阻燃型聚氨酯硬质泡沫的腰果酚Mannich聚醚多元醇。3.以蓖麻油、小分子多元醇(乙二醇、甘油、季戊四醇)和苯酐为原料,发生醇解和酯化反应,制备与其它聚酯、聚醚多元醇相容性良好的蓖麻油聚酯多元醇,有利于组合多元醇体系的储存。考察了小分子醇种类和反应时间对蓖麻油基醇解产物羟值、粘度及分子量的影响;发现随着小分子醇官能度的增加,体系中单甘酯和二甘酯含量和转化率减少,羟值增加;蓖麻油聚酯多元醇中蓖麻油单酯和二酯的含量较醇解蓖麻油大幅减少,且伯羟基相对含量高于相应的醇解产物,蓖麻油聚酯多元醇的热稳定性高于工业苯酐聚酯多元醇PS-3152,主要由于蓖麻油脂肪酸链热稳定性高的原因。4.将腰果酚Mannich聚醚多元醇、异氰酸酯、发泡剂、表面活性剂、阻燃剂等一起发泡制备了一系列复合阻燃型聚氨酯硬质泡沫;研究结果表明:不同腰果酚替代量的Mannich聚醚多元醇发泡活性较高且相差不大,腰果酚对苯酚替代量越高,多元醇和发泡剂环戊烷相容性越好,泡沫相对压缩强度和导热系数越小,热稳定性稍差、成炭率和临界氧指数越低,热释放量和烟释放量稍高,且燃烧后的炭层开孔和破裂较多。对不同三聚氰胺添加量的聚醚多元醇和无卤阻燃剂EG、聚磷酸铵(APP)和乙基膦酸二乙酯(DEEP)复配制备的聚氨酯泡沫样品性能进行了分析,结果发现无阻燃剂时三聚氰胺替代量越高,泡沫相对压缩强度、导热系数和临界氧指数越大,热稳定性和成炭率高;和EG复配制备的阻燃泡沫具有较好的力学性能、热稳定性和氧指数,锥形量热显示燃烧的热释放峰值、热释放总量烟释放参数明显降低,残炭率和炭层致密连续性明显增强;在提高氧指数、烟产生和释放方面EG优于APP和DEEP;和DEEP、APP和EG复配制备的阻燃型聚氨酯泡沫的固化时间和导热系数有所升高;添加相同阻燃剂的样品其阻燃性能随着添加量的增加而增加,固体阻燃剂APP和EG在增加力学性能、热稳定性及降低CO/CO2比值方面较液体阻燃剂DEEP效果好,含磷阻燃剂APP和DEEP在降低热释放速率方面优于EG,不同阻燃剂复配在炭层的致密性和连续性方面的效果优于单一阻燃剂。5.蓖麻油基多元醇和异氰酸酯、发泡剂、表面活性剂和阻燃剂APP等发泡制备一系列阻燃型蓖麻油聚氨酯泡沫,并与PS-3152进行对比。研究结果发现:蓖麻油聚酯多元醇的发泡活性较醇解产物高,泡沫压缩强度、热稳定性高于醇解产物;但其发泡活性、氧指数和燃烧性能与PS-3152制备的泡沫性能相当,且热稳定性更高,导热系数更低;主要由于苯环刚性结构的引入提高了整个体系的硬段含量和成炭率;添加APP后的泡沫样品阻燃性能明显得到了提高,其中氧指数达到了25.9-26.8。
【作者】张猛;
【导师】周永红;
【作者基本信息】中国林业科学研究院,林产化学加工工程,2014,博士
【关键词】腰果酚;蓖麻油;多元醇;阻燃;聚氨酯硬泡;

【参考文献】
[1]周尚臣,张道才.富阳高压消声水罐小车传动机构设计[J].一重技术.2002(04)
[2]张山山.尿酸对人骨髓间充质干细胞成骨分化中Cbfα1/Runx2表达的影响[D].青岛大学,老年医学,2013,硕士.
[3]罗敏,王丽娜,张焕国.基于无监督聚类的入侵检测方法[J].电子学报,2003,11:1713-1716.
[4]赵鹏.基于复杂网络理论的多方式城市交通网络的协同研究[D].北京交通大学,2014.
[5]王仁刚.单桩竖向载荷性能分析[D].中国海洋大学,环境工程,2003,硕士.
[6]杜道林,苏杰,郭力华,舒火明,付永川,向志强.海南粗榧(CephalotaxusmanniiHook.f.)化学元素含量及变异研究[J].植物生态学报,2001,01:119-124.
[7]杨华.宝钢2050热轧精轧生产过程运行状况跟踪系统[J].冶金自动化,2003,S1:92-96.
[8]邓俊华.25例肺泡蛋白沉积症临床特征及全肺灌洗疗效分析[D].广西医科大学,内科学(专业学位),2013,硕士.
[9]刘兴景,杨东援.公路管理数据仓库及其数据分析技术[J].长安大学学报(自然科学版),2003,02:67-72.
[10]石玲.产品功能模型构建的老花镜设计应用探析[D].浙江理工大学,设计艺术学,2012,硕士.
[11]宋培超.尹灣漢墓簡牘集釋[D].吉林大学,歷史文獻學,2014,硕士.
[12]董家田.基于共生理论的城乡一体化园区建设新模式:新乡村综合体规划的理论与实践[D].南京农业大学,城市规划与设计,2012,硕士.
[13]颜雪松,蔡之华.一种基于Apriori的高效关联规则挖掘算法的研究[J].计算机工程与应用,2002,10:209-211.
[14]王秀槐.纯振幅反褶积[J].石油地球物理勘探,1986,01:47-53.
[15]刘迎.图像局部不变特征提取研究[D].浙江工业大学,2012.
[16]王亮.某直升机传动系统上机匣疲劳试验技术研究[D].湖南大学,机械工程,2011,硕士.
[17]王地长生.半自动2D-3D转换算法的研究[D].山东大学,通信与信息系统,2013,硕士.
[18]褚佳.蒙古国留学生中级汉语词语搭配偏误分析及其对策研究[D].内蒙古师范大学,汉语国际教育(专业学位),2013,硕士.
[19]董晓.混合动力车用永磁同步电机矢量控制策略研究[D].吉林大学,车辆工程,2014,硕士.
[20]王玲.李今庸咳喘病辨证施治规律及学术思想研究[D].湖北中医药大学,中医内科学,2014,博士.
[21]郑婧.儒家德育思想与当代高校德育[D].东北石油大学,思想政治教育,2013,硕士.
[22]张琴.虚拟机自助服务平台计费系统的设计与实现[D].苏州大学,计算机技术(专业学位),2014,硕士.
[23]董艳芬.论被害人过错对犯罪人刑事责任的影响[D].南京大学,法律(专业学位),2012,硕士.
[24]左仁广,汪新庆.地质调查剖面图的机助设计制图[J].地球信息科学,2004,03:120-125.
[25]陆佳.发形霞水母(Cyanea capillata)触手cDNA文库与蛋白组研究[D].第二军医大学,军事预防医学,2013,硕士.
[26]胡丽敏.高中低沉默英语课堂个案研究[D].首都师范大学,学科教学,2014,硕士.
[27]王颖.辽宁休闲农业发展及对策研究[D].中国农业科学院,农村与区域发展(专业学位),2012,硕士.
[28]沈盟.我国短期出口信用保险市场化问题研究[D].首都经济贸易大学,保险(专业学位),2014,硕士.
[29]李健.慢病毒介导MicroRNA抑制胶质瘤细胞信号转导通路的研究[D].扬州大学,外科学,2011,硕士.
[30]王平平.中国对美国直接投资对中美贸易失衡影响[D].首都经济贸易大学,国民经济学,2013,硕士.
[31]陈家广.术后经肝动脉化疗栓塞预防肝细胞性肝癌术后复发的系统评价[D].广西医科大学,外科学(专业学位),2013,硕士.
[32]林林.民族唱法向京剧戏曲唱法的借鉴和运用[D].中国音乐学院,音乐学,2012,硕士.
[33]刘增力.蒙古绵羊胚胎肾脏的组织学发生[D].内蒙古农业大学,基础兽医学,2004,硕士.
[34]俞荣华,田增平,周傲英.一种基于聚类的多语言文本相似记录检测算法[A].中国计算机学会数据库专业委员会.第十八届全国数据库学术会议论文集(技术报告篇)[C].中国计算机学会数据库专业委员会:,2001:5.
[35]张梅.脑电信号时间不可逆性分析和多参量生物电信号耦合研究[D].南京邮电大学,信号与信息处理,2013,硕士.
[36]黄存兰,唐雄燕.固网增值业务及其技术实现[J].电信网技术.2005(05)
[37]黎小雪.发展伦理视角下的武汉城市病研究[D].华中科技大学,电子政务,2012,硕士.
[38]王全智.内蒙古农村牧区合作医疗服务供需研究[D].内蒙古大学,公共管理,2014,硕士.
[39]李东瑛.基于实践能力的幼儿教师职前培养策略研究[D].西南大学,教育学原理,2012,硕士.
[40]沈启超.VMI下需求受库存影响的供应链协调机制[D].湖南工业大学,管理科学与工程,2012,硕士.
[41]黄毅.大跨木结构单层球形网壳风振响应以及整体稳定性分析[D].重庆大学,土木工程,2014,硕士.
[42]毛文婧.俄罗斯留学生汉语趋向补语的偏误分析[D].吉林大学,汉语国际教育(专业学位),2013,硕士.
[43]裴延涛.城市轨道交通供配电系统电能质量测试评估技术研究与应用[D].安徽大学,模式识别与智能系统,2013,硕士.
[44]周真.人偏肺病毒标准株病毒适合度与致病性关系的探讨[D].遵义医学院,儿科学,2012,硕士.
[45]陆海林.凹凸棒黏土复合材料的制备及对重金属离子的吸附性能研究[D].兰州理工大学,应用化学,2014,硕士.
[46]王然.现代汉语“奇怪”类心理形容词使用情况考察[D].华中师范大学,语言学及应用语言学,2014,硕士.
[47]崔琦.论控制内部人控制的一个两难困境[D].辽宁大学,比较经济体制学,2012,硕士.
[48]程代展,王洪才.一般非线性系统的Kalman分解[J].自动化学报,1989,01:30-36.
[49]陈晨.眶上外侧锁孔入路的显微解剖学研究[D].苏州大学,神经外科学,2013,硕士.
[50]刘箐.面向社会管理的能动司法研究[D].天津大学,公共管理,2013,硕士.

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