蓖麻油基含硅阻燃增塑剂的合成及其在聚氯乙烯中的应用

为提高增塑剂的阻燃性能,以可再生资源蓖麻油合成了一种蓖麻油基含硅阻燃增塑剂(Si-ECO),并将其应用到聚氯乙烯(PVC)中。首先将蓖麻油与三甲基氯硅烷反应得到中间体(Si-CO),再与双氧水、甲酸等进行环氧化得到最终产品。采用傅里叶红外光谱(FT-IR)和核磁共振氢谱(~1H NMR)对分子结构进行表征。将该蓖麻油基含硅增塑剂与PVC以及其他助剂进行共混注塑,得到不同含量Si-ECO的PVC树脂。以动态机械分析(DMA)、热重(TG)以及极限氧指数(LOI)等方法测试共混树脂的热力学性能和阻燃性能;以万能力学试验机表征力学性能。试验结果表明:随着Si-ECO阻燃增塑剂含量的增加,其热稳定性有所提高,同时残炭量也增加到4.72%;通过DMA分析可知,该蓖麻油基增塑剂Si-ECO与PVC具有良好的相容性,且能有效提高树脂的阻燃性能,体系的LOI从25.0增加到30.7,热释放速率(HRR)和总释放热(THR)分别为263.14 k W/m^2和29.5 MJ。以蓖麻油为基础合成具有阻燃功能的增塑剂具有广阔的发展前景。     

植物油基PVC增塑剂化学合成与应用

当前石油基增塑剂存在的诸多问题,尤其是邻苯类增塑剂被质疑具有持久性的生殖毒性,且在许多国家受到法规限制。而植物油脂作为精细化学品原料所具有来源广、产量大、可再生和价格低廉等诸多优势,已成为生物基增塑剂研究开发的焦点。综述了以植物油脂为主要原料通过不同的化学反应(环氧化、Diels-Alder反应、酯交换、氯代、酯化、缩聚、开环和双键加成等)对植物油脂结构中的不饱和双键、共轭双键、酯基、与酯基相连β碳上的氢、羟基和羧基进行改性,设计并合成出不同结构类型油脂基增塑剂,如环氧化植物油(环氧化脂肪酸酯)、C22-三酸酯、脂肪酸多酯、含硫脂肪酸酯、甘油酯、植物油聚酯型和阻燃型植物油基增塑剂等主要研究成果,包括合成工艺条件以及各类增塑剂对PVC制品的性能影响。与国外相比,我国油脂基增塑剂产品种类少、产量低,环氧类和氯代型油脂基增塑剂是比较成熟产品,开发其绿色的合成工艺是当下研究焦点。其他类型油脂基增塑剂除了要在结构设计、工艺开发上加大研究外,还需要加大在特定塑料制品中的应用研究。就国内情况而言,应重点开发量大价低的非食用油脂,以推动产业发展。     

耐寒型增塑剂己二酸二正己酯

己二酸二正己酯是世界上用量最大的耐寒型增塑剂,在发达国家早已得到广泛的应用,其耐寒的特效性已为世人公认.它可以明显改善塑料制品的耐寒性能(柔软温度可达-52℃,比普通增塑剂低近30度),广泛用作PVC等塑料制品的耐寒型增塑剂.     

植物甘油三酸酯油及其衍生物在聚合物领域的应用

综述了天然甘油三酸酯油及其衍生物在聚合物领域的研究与开发动态、重点研究内容、开发途径及应用前景.指出了天然甘油三酸酯油及其衍生物应用于聚合物领域时存在的问题及发展方向.     

大豆油脂肪酸多酯的制备及其对PVC增塑性能研究

以大豆油为起始原料,经过环氧化、酯交换等反应制得环氧大豆油脂肪酸甲酯(ESAO);然后,ESAO、醋酸和醋酸酐"一锅法"反应制备出大豆油脂肪酸多酯(SF-PE)。GC分析表明:ESAO中的甲酯大于96%;IR、~1H NMR和~(13)C NMR等分析手段对产物结构表征,证明了SF-PE被成功合成;TG分析表明SF-PE的热稳定性能要优于ESAO。对比分析了以SF-PE、ESAO、环氧大豆油(ESO)和市售环氧脂肪酸甲酯(EFAM)作为增塑剂制备PVC制品的机械性能、动态机械性能和热稳定性,用树脂量50%的SF-PE增塑PVC样品的拉伸强度为19 MPa,邵氏硬度为90.2,综合机械性能优于其他3种增塑剂,玻璃化转变温度(T_g)为26.4℃;SF-PE增塑PVC样品的耐低温性能优于ESO;热稳定性与ESAO相当,要优于EFAM,但是不及ESO。     

蓖麻油基阻燃多元醇的合成及在聚氨酯泡沫中的应用

以蓖麻油为原料,经过甘油醇解反应、双氧水环氧化反应、磷酸二乙酯与环氧基团开环反应生成蓖麻油基阻燃多元醇,然后与多聚异氰酸酯(MDI)形成聚氨酯泡沫。蓖麻油基阻燃多元醇的结构采用FT-IR、1H NMR进行表征,聚氨酯泡沫的力学性能和阻燃性能采用万能试验机、极限氧指数仪和热重分析仪进行测量。结果表明:通过一系列的反应生成了蓖麻油基阻燃多元醇,在不采用任何阻燃剂的情况下,虽然蓖麻油基阻燃多元醇的P元素仅有1%,但是聚氨酯泡沫的氧指数与醇解蓖麻油制备的聚氨酯泡沫相比从20.1%提高到23.8%,说明蓖麻油基阻燃多元醇制备的聚氨酯泡沫具有很好的阻燃性能;制备的蓖麻油基阻燃多元醇的羟值与醇解蓖麻油相比,由408 mg/g提高到了420 mg/g;随着蓖麻油基阻燃多元醇含量的提高,聚氨酯泡沫的压缩强度从0.118提高到0.128 MPa,热稳定性也有所增强。     

松节油基聚酰胺阻燃材料的制备与表征

以莰烯的衍生物N-异冰片基丙烯酰胺(NIBAM)为原料,合成了阻燃单体N-三甲氧基硅丙基-N-异冰片基丙烯酰胺(NPSBAM),与N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)无规共聚制备含硅聚异冰片基酰胺共聚物(P(NIPAM-co-NPSBAM)),分析了其结构、形貌和力学性能,最后对其阻燃性能进行了研究。研究结果表明:红外光谱中发现了Si—O—C的振动峰,且碳碳双键基本消失,表明有机硅单体NPSBAM成功引入到了P(NIPAM-co-NPSBAM)中;通过扫描电镜发现,由于刚性环的引入,导致了聚酰胺膜表面粗糙;随NPSBAM含量的增加,共聚物的水接触角上升,表明了材料疏水性增强。此外,热重分析发现,有机硅单体的引入提高了聚酰胺材料的残炭率。随着阻燃单体NPSBAM的增加,热分解动力学分析可得,平均活化能由123.01 kJ/mol提升到了166.93 kJ/mol,这也表明了聚酰胺材料的热稳定性随着NPSBAM的含量增加而提升;机械性能测试表明,聚酰胺材料的拉伸强度由5.2 MPa提升到7.2 MPa,证明了松节油单体中的刚性环提升了聚酰胺材料的机械性能;阻燃测试发现,聚酰胺材料的阻燃性得到了提升,极限氧指数由16.4%提升到23.9%。     

生物基本征型阻燃环氧树脂的制备及其性能研究

以香草酸、间二苯酚和表氯醇为原料,采用简单两步法合成了环氧单体1,3,3'-三环氧乙烷-2'-甲氧基-二苯甲酮(DEBP),并进一步和4,4-二氨基二苯砜(DDS)加热混合固化制得对应的环氧树脂DEBP/DDS,与常用的双酚A型环氧树脂(DGEBA)的DDS固化进行对比.研究结果表明:DEBP单体具有比DGEBA单体更...     

脂肪酸酯在TG-DSC下的挥发与氧化特性

在N2和O2氛围下,分别对饱和脂肪酸甲酯(C16∶0和C18∶0)和不饱和脂肪酸甲酯(C18∶1)3种纯酯以及来源于生物油脂的混合酯样品进行热重-差示扫描量热法(TG-DSC)研究。研究发现:在N2氛围下,C16∶0的起始失重温度为157.3℃,要比C18∶0低;而C18∶1比C18∶0更容易挥发,对应的起始失重温度分别为175.9℃和193.7℃;由3种纯酯在N2和O2氛围下各自起始失重的温度间隔可判断出碳链较长的C18∶0着火性能最佳,C16∶0与之接近,C18∶1的着火性能最差;3种纯酯样品的TG-DSC曲线在N2氛围下因挥发和热解均呈现出吸热峰,而在O2氛围下在剧烈燃烧时呈现放热峰形。混合酯在不同氛围下都呈现了与纯酯相类似的热重特性和热流峰形,其中所占比例较大的组分对混合酯燃料特性起着关键性的作用。     

功能基聚氧化松香二元醇酯的制备与性能研究

探讨了松香的氧化及氧化产物与二元醇反应合成聚酯的反应;研究了催化剂、反应温度、反应时间、投料比及不同二元醇类对聚酯制备的影响。采用紫外光谱、红外光谱等对松香氧化产物及聚酯结构进行了表征,并测定了聚酯的酸值、溶解度、热失重和软化点。实验结果表明,当反应温度为75℃,反应时间为8 h,氧化产物酸值达到318 mg.g-1;聚氧化松香乙二醇酯制备的适宜条件为:以AlCl3为催化剂,反应温度120~140℃之间,反应时间为20 h左右,投料比n松香氧化产物∶n乙二醇=1∶1.2~1∶1.5。该聚酯热失重5%时的温度为178.19℃,软化点为248℃,在甲苯、乙醇和丙酮中溶解度分别为0.0008 g.ml-1、0.0392 g.ml-1和0.0204 g.ml-1。     

阻燃处理和制板工艺对阻燃刨花板性能的影响

研究了施加阻燃剂刨花的干燥温度对板的氧指数的影响;有机阻燃剂和无机阻燃剂的添加量对刨花板阻燃性和物理力学性能的影响,以及热压工艺对刨花板阻燃性和物理力学性能的影响。     

竹质材料阻燃技术研究

竹质材料作为一种广泛应用的易燃材料,阻燃处理可以增强其耐火性能。文中概述了竹质材料的易燃特性和燃烧机理,总结了浸注法、表面涂覆法、化学改性法等阻燃剂处理的常用工艺,综述了磷氮系阻燃剂、磷氮硼复合系阻燃剂、树脂阻燃剂和金属氢氧化物阻燃剂的阻燃特点,并展望了竹质材料的阻燃研究方向,以期为未来竹质材料的阻燃改性研究提供参考。     

相反转乳化法制备萜烯酯型环氧树脂乳液的研究

以自制的聚乙二醇改性萜烯酯型环氧树脂(TP)为乳化剂,采用相反转法乳化萜烯酯型环氧树脂制备了环氧树脂水乳液,分析了乳化过程中体系电导率变化与微观形态转变的关系,讨论了乳化剂质量分数、乳化温度、搅拌速度、乳液固含量等条件对乳液粒子体积平均粒径(D[4,3])及粒径分布一致性、黏度、离心稳定性、环氧值及环氧保留率等乳液性质的影响.实验结果表明,该环氧树脂乳液的最佳制备条件为:TP质量分数16.7%,乳化温度60℃,机械搅拌速度500-900 r/min,固含量约45%.在该条件下制备的乳液性质最好,乳液粒子体积平均粒径约200 nm,粒径分布100-440 nm,黏度850 mPa·s,环氧值0.11 mol/100 g.     

三肽纤维素酯的制备及应用研究

以微晶纤维素为原料,芴甲氧羰基-L-脯氨酸(FMOC-L-Pro-OH)、芴甲氧羰基-L-缬氨酰-L-苯丙氨酸(FMOC-L-Val-L-Phe-OH)和3,5-二硝基苯甲酸为衍生化试剂,经酰氯化、酯化、肽链的延长和氨基的修饰等反应,合成了末端氨基被修饰的三肽纤维素酯(TPC)。通过实验证实三肽若要与纤维素成酯,必须采用先酯化后肽链延长的方式,其中关键步骤为酯化反应,其反应条件为:纤维素在LiCl/DMAc溶液中的质量浓度为20 g/L,温度100℃,n(酰氯)∶n(纤维素中羟基总量)为3∶1,反应时间20 h。再通过肽链延长、氨基修饰反应,最终可得到取代度为2.15的三肽纤维素酯。经过FT-IR、TG、XRD和元素分析等多种分析手段测试可知,3,5-二硝基苯甲酸对肽链末端进行了成功的修饰,该反应路径可行。酯化反应的产物根据沉淀析出液不同,内部氢键产生也不相同,可得到功能不同的三肽纤维素酯。TPC的应用实验结果表明,以甲醇为沉淀析出液的纤维素酯,是良好的肠溶包衣材料,具有遮光性强崩解迅速的特点,但其生理毒性有待进一步研究;以水为沉淀析出液的纤维素酯,被制成手性涂敷柱后,综合了刷型固定相与纤维素固定相的两大优势,拆分能力强大高效,耐化学性极佳,适用范围比以往涂敷柱更广泛,尤其适用于四氢呋喃流动相体系。     

含氮杂环桐油基硬质聚氨酯泡沫塑料的制备及性能表征

环氧桐油酸甘油单酯(EGTO)与三(2-羟乙基)异氰尿酸酯(THEIC)发生开环反应合成含氮杂环桐油基多元醇(PTOT),并以PTOT部分取代苯酐聚酯多元醇(PAPP)制备含氮杂环桐油基硬质聚氨酯沫塑料。采用FT-IR、~1H NMR、TG和万能试验机等测试手段对产物的结构和性能进行表征。研究结果表明:通过开环反应可以制备得到羟值为378.42 mg/g,黏度(25℃)为1.84 Pa·s,酸值低于0.8 mg/g,水分低于0.1%的PTOT。随着PTOT替代量的增加,泡沫的极限氧指数(LOI)增大,由19.7%上升至23.0%;而压缩强度和热稳定性呈现下降趋势,由0.85 MPa降至0.59 MPa,初始热分解温度由276.0℃降至273.5℃。添加适量的纤维素能够增强硬质聚氨酯泡沫塑料的压缩性能而保持其阻燃性能和热稳定性不降低。     

非离子型水性萜烯基环氧树脂乳化剂的合成与特性

以聚乙二醇(PEG)改性萜烯基环氧树脂(TME)合成了一系列萜烯基环氧树脂专用乳化剂TP,并通过相反转乳化法制备了水乳型萜烯基环氧树脂(WTME)。考察了PEG相对分子质量(Mr)、TME与PEG配比、合成反应温度与时间对乳化剂的水溶性、表面活性、重均相对分子质量(Mw)及乳液的离心稳定性、粒子粒径分布、黏度的影响。实验结果表明,以Mr相对适中的PEG4000与TME按物质的量比2∶1、在催化剂三氟化硼乙醚作用下、110℃左右反应1 h合成的乳化剂TP-Ⅴ,对萜烯基环氧树脂具有很好的乳化效果,制备的乳液粒子粒径均一度较高,乳液表观黏度较小。透射电镜(TEM)分析表明,以乳化剂TP-Ⅴ制备的TME环氧树脂稀乳液的粒子表面形成乳化剂-吸附水组成的水合双电层,在该水合双电层构成的树脂/水界面膜作用下,乳液粒子稳定分散于水中,粒径小于200 nm。     

马来海松酸三月桂酯的合成及表征

以马来海松酸和月桂醇为原料,对甲苯磺酸为催化剂,正辛烷为带水剂,合成了增塑剂马来海松酸三月桂酯。考察了各因素对酯化反应的影响,经正交试验得到的最佳工艺条件为:n(马来海松酸)∶n(月桂醇)1∶5,催化剂用量为马来海松酸质量的3.6%,反应温度200～210℃,带水剂正辛烷15 mL,N2保护下反应8 h,产物为浅黄透明油状液体。通过HPLC测定酯色谱纯度为99.14%,采用1H NMR、13C NMR及FT-IR对产物进行了结构表征,元素分析确定了产物分子式为C60H106O6。测得其酸值0.98 mg/g、加热减量≤0.08%、体积电阻率2.6×1011Ω.m、开口闪点269℃、凝固点-55℃、密度0.980 g/cm3、折光率1.484 6、含水量0.08%、黏度0.200 Pa.s、测定了其热重-差热曲线,结果表明,马来海松酸三月桂酯色泽浅,体积电阻率大,闪点高,黏度低,加热后酸值、色泽与加热前变化较小,耐挥发性好,符合增塑剂的要求,且一些指标比同类型产品性能好。     

马来海松基环氧纳米复合材料的制备及性能研究

以松香为原料,通过Diels-Alder加成制备了马来海松酸酐(MPA),再经过酯化、闭环反应得到了马来海松基环氧树脂(MPA-ER),并用FT-IR和1 H NMR对MPA和MPA-ER的结构进行了表征.进一步将多壁碳纳米管(MWCNTs)与MPA-ER共混制备了一系列的MPA-ER/MWCNTs复合材料,对其力学性...     

竹材阻燃处理及对其材性的影响

竹材阻燃处理除了利用阻燃剂处理外,还可以对其进行化学改性、纳米改性、炭化、机械添加、表面涂覆等处理。阻燃处理会对竹材物理力学性能、吸湿性及吸水性、胶合强度、涂饰性、阻燃剂成分的流失性等产生重要影响。文章综述了国内外竹材阻燃处理技术,分析了阻燃处理对竹材性能的影响,以期为推动竹质材料的安全、广泛应用提供参考及借鉴。