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1、萬方數(shù)據(jù)／。=i明本人鄭重聲明：所呈交的學位論文，是本人在指導教師的指導下，獨立進行研究所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不包含其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本聲明的法律責任由本人承擔。論文作者簽名：盞魚一日期：＆(叢關(guān)于學位論文使用權(quán)的說明本人完全了解太原理工大學有關(guān)保管、使用學位論文的規(guī)定，其中包括：①學校有權(quán)保管、并向有關(guān)部門送交學位論文的原件與復印件；②學?？梢圆捎糜坝?、縮印或其它復制手段復制并保存學位論文；③學?？稍试S學位論文被查閱或借閱；④學校可以學術(shù)交流為目的，復制贈送和
2、交換學位論文；⑤學校可以公布學位論文的全部或部分內(nèi)容(保密學位論文在解密后遵守此規(guī)定)。簽名：耋絲弋日期．k』絲導師簽名：萬方數(shù)據(jù)太原理工大學碩士研究生學位論文阻燃聚苯乙烯復合材料的制備及性能研究摘要聚苯乙烯(PS)是指由苯乙烯單體經(jīng)自由基加聚反應合成的聚合物，是一種無色透明的熱塑性塑料。因其抗水性和透光度好、耐化學腐蝕且易加工、著色、價格低廉等優(yōu)點，聚苯乙烯被廣泛應用在人們的日常生產(chǎn)生活中。但是，由于聚苯乙烯僅由碳、氫兩種元素構(gòu)成，造成其樹脂極易燃燒，并放出大量有害的煙氣；同時產(chǎn)生熔融現(xiàn)象，極易引發(fā)二次火災。從而嚴重制約了PS樹脂在各行各業(yè)的推廣使用。如果要拓展PS樹脂的
3、應用，就必須對PS樹脂進行阻燃改性。在對聚合物進行阻燃改性時所應用到的阻燃劑中，鹵系阻燃劑及無機阻燃劑占到了80％以上。但是傳統(tǒng)鹵系阻燃劑可能會產(chǎn)生“二嗯英”等致癌物質(zhì)，對人類及環(huán)境造成了極大的威脅。因此歐盟早在2006年就已實施RollS禁令，禁止了能夠產(chǎn)生致癌物質(zhì)阻燃劑的應用。而對于無機阻燃劑如果要達到一定的阻燃效果，其添加量要求很大，可是無機阻燃劑與聚合物的相容性差，而且無機填料對于聚合物的力學性能有很大負面影響。因此為了在不影響機械性能的基礎(chǔ)上得到一種阻燃性能優(yōu)異，價格低廉的阻燃PS復合材料。本實驗選擇了目前發(fā)展迅猛的膨脹阻燃劑一聚磷酸銨(APP)和膨脹石墨(EG)
4、來對PS樹脂進行阻燃改性。膨脹阻燃劑中比較有代表性的是聚磷酸銨(APP)，其在燃燒受熱后能夠放出氨氣及水蒸氣，形成有脫水性的磷酸等物質(zhì)，在后續(xù)的燃燒過程中，磷萬方數(shù)據(jù)太原理工大學碩士研究生學位論文酸會使聚合物酯化、脫水、炭化，形成有隔離氧氣及熱量的保護炭層。在阻燃的過程中，僅僅放出氨氣及水蒸氣，毒性大大的小于其他類別的阻燃劑。膨脹石墨(EG)是一種經(jīng)過特殊處理的碳素材料。受熱后(>230℃)會發(fā)生物理變化而使自身的體積成百倍的增加。膨脹倍率高，低熱量釋放，無污染，是一種優(yōu)良的阻燃劑。本課題利用APP及EG對PS樹脂進行阻燃改性，并根據(jù)實驗過程中遇到的問題利用碳酸鈣(CaC0
5、3)對該阻燃體系進行了研究及修正。通過極限氧指數(shù)(LOI)測量、UL．94等級判別等方式檢測PS復合材料阻燃性能；利用X射線衍射(XRD)、掃描電鏡(SEM)及傅里葉變換紅外光譜分析(Fzm)等表征方法，對其化學結(jié)構(gòu)、表面微觀形貌等進行分析，探索APP／EG／CaC03／PS復合材料阻燃炭層的形成機理。結(jié)果表明：在APP／EG體系中，當APP／EG=3：I時，復合材料的極限氧指數(shù)(LOI)為27．2，UL．94阻燃等級評定為v．1，殘?zhí)柯蕿?7．48％，有少量煙氣產(chǎn)生；而當該比例變化為l：l時，其LOI變化為28％，UL一94阻燃等級評定為v．0，殘?zhí)柯蕿?9．68％，熔滴
6、現(xiàn)象消失，沒有煙氣產(chǎn)生。不過由于EG的“爆米花效應”，使得在燃燒過程中形成的炭層結(jié)構(gòu)強度小，減弱了阻燃效果。添加碳酸鈣后(APP／EG／CaC03=20／10／10)，極大的提高了PS樹脂的阻燃效果，復合材料的LOI升為31．2％，沒有熔融滴落現(xiàn)象，UL．94阻燃等級評定為v一0，并且沒有煙霧的產(chǎn)生。殘?zhí)柯室草^APP／EG體系有明顯增加，達到28．85％。并且炭層更為致密，結(jié)構(gòu)強度增加，更能發(fā)揮出保護與隔離的作用。根據(jù)實驗結(jié)果分析得出APP／EG與APP／EG／CaC03阻燃體系是以凝聚相阻燃機理為主，氣相阻燃為輔的方式對PS樹脂進行阻燃；利用TT萬方數(shù)據(jù)太原理工大學碩士研
7、究生學位論文碳酸鈣(CaC03)的摻入有效的調(diào)整了APP的分解溫度，提高了炭層的結(jié)構(gòu)強度以及抑制了EG的“爆米花效應”。關(guān)鍵詞：聚苯乙烯，碳酸鈣，炭層，膨脹阻燃劑，阻燃機理ⅡI萬方數(shù)據(jù)太原理工大學碩士研究生學位論文IV萬方數(shù)據(jù)太原理工大學碩士研究生學位論文PREPARATIONANDCHARACTERIZATIONOFFLAMERET㈣ANTPOLySTYRENECoMPOSITE剮【ATERIALSABSTRACTPolystyreneisacolorlessandtransparentthermoplastic
