阻燃环氧树脂乳液的制备及其阻燃性能研究

通过反应性阻燃剂DOPO(9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物)和二乙醇胺对邻甲基酚醛环氧树脂进行接枝改性,然后用冰乙酸中和后制备得到阻燃环氧树脂乳液。研究反应温度、反应时间和催化剂用量等因素对DOPO接枝环氧树脂反应的影响;考察二乙醇胺用量、中和度等因素对环氧树脂水性化结果的影响;通过燃烧法、LOI值和热重表征制备得到阻燃环氧树脂乳液固化物的阻燃性能。结果表明,在催化剂三苯基磷用量为环氧树脂2.0%(wt),150℃条件下反应4 h为DOPO接枝改性的最优条件。二乙醇胺改性环氧树脂水性化开环率为25.0%,中和度为95.0%时,可以得到稳定性能优良的阻燃水性环氧树脂乳液。当树脂磷元素质量含量为3.0%时,其固化物LOI值可以达到39.2,700℃残碳率达到30.0%(wt),具有优良的阻燃性能。     

磷改性酚醛树脂的制备与性能

通过DOPO(9,10–二氢–9–氧杂–10–磷杂菲–10–氧化物)和多聚甲醛反应制备了含磷单体ODOPM(9,10–二氢–9–氧杂–10–磷杂菲–10–羟甲基–10–氧化物),并用于制备磷改性酚醛树脂。通过差示扫描量热(DSC)仪测试体系DOPO的反应程度,通过红外光谱表征ODOPM的结构,通过热重分析测试改性酚醛树脂体系的热行为,通过极限氧指数和垂直燃烧法测试树脂体系的阻燃性能,通过扫描电子显微镜观察树脂燃烧后残炭的微观形貌,并采用万能试验机测试树脂样条的强度性能。实验结果表明:实验成果制备得到目标产品ODOPM,随着含磷单体ODOPM含量的提高,酚醛树脂的阻燃性能随着提高,酚醛树脂的残炭量也随着提高。酚醛树脂通过凝聚相阻燃机理起到阻燃作用。当磷改性酚醛树脂的ODOPM单体含量为15%时,树脂的LOI值可以达到32.4%,并通过V–0垂直燃烧测试,并且磷改性酚醛树脂保持较好的强度。     

含氟核壳苯丙乳液的合成与涂膜性能研究

以全氟烷基乙基甲基丙烯酸酯(FMA)为含氟单体、可聚合型烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯(10)醚硫酸铵(DNS-86)为乳化剂,采用半连续法制备了具有核壳结构的含氟苯丙乳液.采用FT-IR、TEM、TGA分别对共聚物的组成、乳胶粒形态与涂膜热稳定性进行了表征,并对涂膜接触角及耐化学性进行了分析.结果表明,当FMA用量为8.0%时,所得乳液涂膜的水/油接触角分别为111.5°与67.9°,涂膜的耐化学和热稳定性优良.     

含氟核壳苯丙乳液的合成与涂膜性能研究

以全氟烷基乙基甲基丙烯酸酯(FMA)为含氟单体、可聚合型烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯(10)醚硫酸铵(DNS-86)为乳化剂,采用半连续法制备了具有核壳结构的含氟苯丙乳液。采用FT-IR、TEM、TGA分别对共聚物的组成、乳胶粒形态与涂膜热稳定性进行了表征,并对涂膜接触角及耐化学性进行了分析。结果表明,当FMA用量为8.0%时,所得乳液涂膜的水/油接触角分别为111.5°与67.9°,涂膜的耐化学和热稳定性优良。     

内燃机用阻燃型空气过滤纸的研制

实验探讨了以十溴二苯乙烷为主体的溴-锑协同阻燃体系中溴-锑元素质量比对空气过滤纸阻燃效果的影响,结果表明,二者最适质量比为3∶1。在此比例下,进一步研究了阻燃剂用量对空气过滤纸阻燃性能、力学性能以及透气性的影响,结果显示,阻燃剂留着率为25%时,阻燃性能达到GB/T14656—1993要求,此时挺度提高了约20%,但耐破度和透气度分别下降了约11%和10%。     

超疏水超亲油玻璃纤维过滤膜的制备及其乳化水分离效率

通过溶胶-凝胶法,以MTES(甲基三乙氧基硅烷)为前驱体,在玻璃纤维(玻纤)过滤膜表面直接进行水解缩合反应,制备具有高效油水分离功能的玻纤过滤膜材料。通过扫描电子显微镜和红外光谱分析MTES处理前后玻纤过滤膜的微观形貌与表面组成的变化,并通过接触角仪测试玻纤过滤膜的接触角,采用Karl Fischer水分仪测试玻纤过滤膜的油水分离效率。结果表明:经过MTES处理后,玻纤过滤膜的微观孔隙结构不变,而纤维表面布满疏水亲油的–CH3基团和纳米凸起结构,处理后的玻纤过滤膜有超疏水超亲油性能,玻纤过滤膜对乳化水的油水分离效率可以达到96.09%。     

阳离子无皂含氟核壳苯丙乳液的制备及成核机理

在水溶性阳离子单体甲基丙烯酰氧基乙基三甲基氯化铵(DMC)存在下,以乙醇为助溶剂,通过种子半连续核壳乳液聚合法制备阳离子无皂含氟核壳苯丙乳液。考察了水溶性阳离子单体DMC和乙醇用量对乳液聚合过程的影响;用透射电镜(TEM)和X射线光电子能谱(XPS)对聚合物乳液乳胶粒形貌及涂膜化学组成进行表征,并讨论了无皂乳液聚合的成核机理和聚合过程。结果表明,采用种子半连续乳液聚合法,当DMC的质量分数为6.0%,乙醇的质量分数为7.5%(釜液)时,可以得到稳定的阳离子核壳结构含氟乳液,无皂乳液聚合的成核机理是先以均相成核方式后继续以低聚物成核方式进行,最终形成核壳结构。     

交联型醋丙乳液用于汽车滤纸的增强

使用共聚和交联共用的方法对汽车滤纸用醋丙乳液增强剂进行改性,研究了体系中甲基丙烯酸甲酯(MMA)、丙烯酸(AA)、N-羟甲基丙烯酰胺(NMA)和三聚氰胺甲醛树脂(MF)用量对浸渍后滤纸强度性能的影响。结果表明,在MMA用量20%(质量分数,下同)、AA用量3%、NMA用量5%、MF用量4%时,改性醋丙乳液可赋予滤纸优良的强度性能,同时保持滤纸优良的孔隙结构和透气性。     

静电纺芳纶纳米纤维膜的制备及其过滤性能

为获得高效低阻的过滤材料，以间位芳纶为原料，采用静电纺丝的方法，通过对纺丝溶液和纺丝工艺的优化制备芳纶纳米纤维空气过滤材料，并研究纳米纤维的形貌和直径、纳米纤维膜的过滤性能和热稳定性能。结果表明：当纺丝溶液溶质的质量浓度为8%、纺丝电压20 kV、进液流量0.3 mL/h、接收距离15 cm时，可制备得到纤维平均直径约为50 nm的纳米芳纶纤维过滤材料；当纺丝时间为5 h时，其过滤效率可达到99.5%,阻力仅为123.8 Pa,去除静电处理后过滤效率依然可以达到89.4%。此外，制备的芳纶纳米纤维过滤材料具有优良的热稳定性和尺寸稳定性，在耐高温高效过滤领域具有应用前景。