高性能硬质聚氨酯泡沫塑料的制备及其阻燃性能的研究

1、浙江大学硕士学位论文高性能硬质聚氨酯泡沫塑料的制备及其阻燃性能的研究姓名:唐希玲申请学位级别:硕士专业:化学工程指导教师:许忠斌20070515 圈1.1硬质聚氨酪泡沫塑料的泡孔结构Figu聆1.1Cell structure ofrigid Polyurethane foams1.1.3硬质聚氨酯泡沫塑料的特点近十几年来,硬质聚氨酯泡沫塑料的产量年增长速度十分惊人,其中2005年和2006年的平均年增长率达到了16%。这不仅因为聚氨酯泡沫具有良好的网状交联结构,还由于它具有许多引人注目的特点所决定的。(1硬质聚氨酯泡沫塑料具有重量轻、比强度高,尺寸稳定性好的优点。硬质聚氨酯泡沫塑料的机械强度

2、好,在低温环境下,其强度不仅不会下降,而且还有所提高,它们在低温下的尺寸稳定性好、不收缩。在温度为.20的条件下存放24小时,硬质聚氨酯泡沫体的线性变化率小于1%。(2硬质聚氨酯泡沫塑料的绝热性能优越。硬质聚氨酯泡沫体的闭孔结构含量大于90%,封存在泡孔内的气体具有极低的热传导系数,因此,用硬质聚氨酯泡沫塑料制备的绝热型材,即使在很薄的情况下,也能获得很好的绝热效果,是目前建筑材料中绝热性能最好的品种。(3粘合力强。硬质聚氨酯泡沫塑料对钢、铝、不锈钢等金属,对木材、混凝土、石棉、沥青、纸以及除聚乙烯、聚丙烯和聚四氟乙烯等以外的大多数塑料材料,都具有良好的粘接强度,适宜制备包覆各种面材的绝热型材

3、及电气设备绝热层的灌封,能满足工业化大规模生产的需要。 圈2.2光学显微镜下硬质聚氨酯泡沫,有机蒙脱土复合材料的泡孔结构Figure2.2Polarized optical microscope images ofpristine PU foams and rigid PU 图2.6硬质聚氨酯泡沫/有机蒙脱土复合材料的透射电镜照片Figure2.6TENimages ofPU/clay1and rigid PU foams/clay2nanoeomposites 图2.7硬质聚氨酯泡沫/有机蒙脱土复合材科的透射电镜照片TEM images ofPU/clay4and rigid PU foam

4、曼,clay8nanocomposites Figure2.72.2.6硬质聚氨酯泡沫,有机蒙脱土复合材料的力学性能图2.8是硬质聚氨酯泡沫/有机蒙脱土复合材料压缩性能和拉伸性能测试的结果。结果表明,有机蒙脱土的含量对复合材料的压缩性能和拉伸性能具有显著的影响。加入少量的有机蒙脱土,复合材料的压缩强度和拉伸强度较硬质聚氨酯泡沫塑料都有很大的提高。在图2.8中,当有机蒙脱土的含量为2份时,复合材料的压缩强度和拉伸强度达到最大值,比纯硬质聚氨酯泡沫塑料(压缩强度0.56MPa,拉伸强度0.86MPa分别提高了152%和l10%。 图3.2原始蒙脱士与硬质聚氨酯泡沫/有机蒙脱土复合材科的透射电镜照片

5、(TEM Figure3.2TEM images ofNa+-MMT and rigid PU foams/organoclay composites蒙脱土的分析曲线表明蒙脱土在Pu/oD眦.MMT和PU/ODPA.MMT复合材料中的分散情况是插层结构,而在PU/DDA.MMT复合材料中则出现了部分的剥离,这可以通过后述的TEM照片(图3.2得到证明。图3.2a是原始蒙脱土在透射电镜下的照片。通过比较图3.2可以看出,图3.2b中ODTMA-MMT在Pu/oDl讹.MMT复合材料中是插层结构,图3.2c表明PU/ODPA.MMT复合材料中的ODPA.MMT的层间距离要比ODTMA.MMT 的大

6、,即插层效果更好。图3.2d PU/DDAMMT复合材料中的DDA-MMT则出现了部分剥离的情况。这三种有机蒙脱土在复合材料中出现不同的分散情况,归因于有机蒙脱土与硬质聚氨酯泡沫塑料之间的相互作用程度不同,即聚氨酯基体分子链进入蒙脱土 图3.4光学显微镜下硬质聚氨酯泡沫,有机蒙脱土复合材料的泡孔结构Figure3.4PolarizingmicroscopeimagesofpristinePUfoamsandrig硒PUfoams/organoday nanocomposites由图3.4可以看出,硬质聚氨酯泡沫侑机蒙脱土复合材料的泡孔尺寸比纯硬质聚氨酯泡沫塑料的泡孔尺寸要小,硬质聚氨酯泡沫塑料及其三种复合材料的具体泡孔尺寸大小顺序为;pristine PU foams>PU foams/ODTMAMMT>PU foams/ODPAMMT>PU foams/DDA-MMT。这说明加入2份有机蒙脱土,复合材料的泡孔尺寸减小了,其中PU foams/DDA-MMT复合材料的泡孔尺寸最小。在图3.5中,PU foams/DDA-MMT