含有Lewis酸性位的硅酸盐分子筛对聚丙烯纤维的协效阻燃作用研究

批准号:
51373018
项目类别:
面上项目
资助金额:
75.0 万元
负责人:
谷晓昱
依托单位:
学科分类:
E0306.高分子材料与环境
结题年份:
2017
批准年份:
2013
项目状态:
已结题
项目参与者:
张美珍、刘勃、唐武飞、刘喜山、孙军、扈中武
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中文摘要
由于纤维特殊的成型工艺,要求在阻燃剂添加量低于15%时达到相应的阻燃要求,这对阻燃剂提出了更高的要求。本申请提出制备含有Lewis酸性位的硅酸盐分子筛作为阻燃协效剂,控制膨胀阻燃剂的添加量低于15%,达到制备阻燃聚丙烯纤维的要求。建立反应条件与所制备的含有Lewis酸性位的硅酸盐分子筛协效阻燃粒子的粒径及酸度之间的定量关系,进一步通过一系列的表征手段确定酸化分子筛的酸度与其对PP/膨胀阻燃纤维阻燃性能影响之间的关系。结合酸化分子筛在PP/膨胀阻燃纤维中体现出的结构与性能特征参数,发展完善固体酸协效阻燃理论。另外对不同结构的酸化分子筛对PP纤维的其它性能,如力学性能,纺丝过程中引入的结晶及取向结构的变化进行细致探讨。
英文摘要
A new type of synergistic flame retardant-4A type zeolite containing Lewis acid sites was introduced into the Polypropylene (PP)/ intumescent flame retardant (IFR) fiber. Due to the special preparing method, the content of flame retardants added into fiber is usually limited less than 15wt%, which put forward higher requirements to the flame retardants. In this work, attempts will be made to increase Lewis acid sites of zeolites via a high temperature treatment during which the zeolite is delaminated, and its acidity will be characterized by FT-IR. The relationship between the acidity of the 4A type zeolite containing Lewis acid sites and its effect on the flame retardant of PP/IFR fiber will be investigated quantificationally. The influence of the 4A type zeolite containing Lewis acid sites on the crystal and oriental properties of PP/IFR will be studied in detail, anyway that will bring effect on the mechenical properties of fiber. The interaction among PP, acid zeolite and IFR will be investigated. Furthermore the synergistic flame retardant mechanism of solid acid will be developed.
聚丙烯(PP)是应用最为广泛的一种聚合物材料,但和其他聚合物材料类似,PP阻燃性能低的缺点又限制了其在许多领域的应用。随着安全意识的提升,如何在保证材料基础使用性能的同时提高其阻燃性能称为材料研究的一个关注点。针对聚合物的阻燃改性,一般是通过延长点燃时间,增强自熄性,降低热释放速率,降低熔滴性,减小火焰传播速率,降低火灾风险。通常聚合物中阻燃剂需达到一定的添加量才能使被阻燃材料达到相应的阻燃效果。本课题针对PP 的阻燃展开研究,力图找到阻燃效率高,对PP综合性能影响较低的阻燃剂/协效剂。.本项目申请书中提出对硅酸盐分子筛进行改性,形成含有Lewis酸性位的硅酸盐分子筛,以此作为协效剂应用在PP阻燃体系中。设计实验条件制备不同粒径的硅酸盐分子筛,考察硅酸盐分子筛的粒径对PP阻燃性能及力学性能的综合影响。在本课题工作中,选择了多种不同来源的硅酸盐分子,包括天然矿物高领土及工业废料粉煤灰等,通过不同的改性方法,制备了一系列硅酸盐分子,并且在其表面引入活性催化点,并负载系列系统元素,应用在PP中,探究其对PP 阻燃,结晶及其综合性能的影响。并针对不同硅酸盐分子的空间结构,酸性点位置,酸化度,稀土元素种类的阻燃机理展开研究,取得丰富系统的研究成果。.目前的研究中,通过利用系列结构硅酸盐分子筛,已经成功将PP中阻燃剂的添加量控制在25%以下并达到LOI≥35,并在垂直燃烧测试中通过UL94的V-0等级;燃烧过程中的热释放速率达到有效控制(≤200)。并在基础阻燃性能得到保证的前提下,展开其加工性能,制品综合性能的表征,为本研究的真实应用积累了基础数据。.目前本研究成果已经在PP型材中得到应用,在保证阻燃性能的同时,有效降低了阻燃剂添加量,在汽车配件应用中实现了阻燃,轻量化及力学性能等综合性能提升。.以此技术制备的PP纤维,成功制备了阻燃级别的PP纤维,其织物已经在某些有特殊阻燃要求的领域得到应用。
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Flammability and thermal degradation of poly (lactic acid)/polycarbonate alloys containing a phosphazene derivative and trisilanollsobutyl POSS
含有磷腈衍生物和三硅烷醇异丁基 POSS 的聚乳酸/聚碳酸酯合金的可燃性和热降解性
DOI:10.1016/j.polymer.2015.10.029
发表时间:2015
期刊:Polymer
影响因子:4.6
作者:Jiang Peng;Gu Xiaoyu;Zhang Sheng;Sun Jun;Xu Riwei;Bourbigot Serge;Duquesne Sophie;Casetta Mathilde
通讯作者:Casetta Mathilde
DOI:DOI: 10.1177/ 0892705717738291
发表时间:2017
期刊:Journal of thermoplastic composite materials
影响因子:--
作者:唐武飞;李洪飞;张胜;孙军;谷晓昱
通讯作者:谷晓昱
Synthesis, Characterization, and Utilization of a Novel Phosphorus/Nitrogen-Containing Flame Retardant
新型磷/氮阻燃剂的合成、表征及应用
DOI:10.1021/ie505021d
发表时间:2015-03-25
期刊:INDUSTRIAL & ENGINEERING CHEMISTRY RESEARCH
影响因子:4.2
作者:Jiang, Peng;Gu, Xiaoyu;Hu, Zhongwu
通讯作者:Hu, Zhongwu
Synergistic Effects of Modified Hydrotalcite on Improving the Fire Resistance of Ethylene Vinyl Acetate Containing Intumescent Flame Retardants
改性水滑石对提高乙烯醋酸乙烯酯膨胀型阻燃剂阻燃性能的协同作用
DOI:10.1002/pc.23964
发表时间:2018-02-01
期刊:POLYMER COMPOSITES
影响因子:5.2
作者:Zhang, Sheng;Tang, Wufei;Gu, Xiaoyu
通讯作者:Gu, Xiaoyu
Synthesis of 4A zeolite containing la from kaolinite and its effect on the flammability of polypropylene
高岭石合成含la 4A沸石及其对聚丙烯燃烧性能的影响
DOI:10.1002/pc.24364
发表时间:2018-10
期刊:Polymer Composites
影响因子:5.2
作者:唐武飞;韩金鹏;张胜;孙军;谷晓昱;李洪飞
通讯作者:李洪飞
阻燃/抗老化多功能集成大分子的构筑及其在聚丙烯中的作用机制
- 批准号:--
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:60万元
- 批准年份:2021
- 负责人:谷晓昱
- 依托单位:
新型超分子一体化膨胀阻燃剂的快速,绿色制备及其在聚羟基脂肪酸酯中应用
- 批准号:51873005
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:59.0万元
- 批准年份:2018
- 负责人:谷晓昱
- 依托单位:
国内基金
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