高分子材料与工程毕业论文

第一章：绪论 ......................................................................................................... 5 1.1 氢氧化铝的简介 ......................................................................................... 5 1.2 氢氧化铝的用途 ......................................................................................... 5 1.3 阻燃剂的分类 ............................................................................................. 6 1.4 国内外阻燃剂使用现状 .............................................................................. 8 1.5 氢氧化铝的阻燃机理................................................................................10 1.6 氢氧化铝的应用缺陷 ..............................................................................10 1.7 改善氢氧化铝的阻燃性能 ...................................................................... 11 第二章：硅酸钠对氢氧化铝表面化学改性 ..................................................13 2.1 引言.......................................................................................................... 13 2.2 实验部分：原料和设备 ........................................................................... 13 2.3 实验方法 .................................................................................................. 14 2.4 实验步骤 .................................................................................................. 14 2.5 粒径分析 ................................................................................................ 15 2.51 研究反应温度对样品粒径的影响 ................................................. 15 2.52 研究反应时间对粒径的影响......................................................... 17 2.53 研究改性剂使用量对粒径的影响 ................................................. 18 2.6 吸油量 ...................................................................................................... 20 2.61 研究反应温度对吸油量的影响： ................................................. 20 2.62 研究反应时间对成品吸油量的影响 ............................................. 21 2.63 研究改性剂用量对吸油量的影响 ................................................. 22 2.7 红外光谱分析 .......................................................................................... 24 2.8 分析样品的DSC 曲线 ............................................................................... 25 2.81 研究反应温度对初始失水温度的影响 ........................................... 25 2.82 研究反应时间对初始失水温度的影响 ........................................... 26 2.83 研究改性剂质量对初始失水温度的影响 .................................. 27 参考文献......................................................................................................... 28 南京林业大学本科毕业论文 提高阻燃剂氢氧化铝失水温度的工艺研究 5 绪 论 1.1 氢氧化铝的简介 氢氧化铝是铝的氢氧化物。是一种碱，由于又有一定的酸性，所以又可称之 为铝酸，但实际与碱反应时生成的是偏铝酸盐，因此通常在把它看作是一水合偏 铝酸。 1.2 氢氧化铝的用途 1.阻燃填充剂。氢氧化铝是高分子聚合物的一种理想的阻燃剂填充料。因为 氢氧化铝为白色粉末，物理性质和化学化学性质稳定，不吸潮，无毒无害，具有 填充、阻燃、消烟三大功能。氢氧化铝分解时大量吸热．因此，当填有氢氧化铝 的聚合物加热时，氢氧化铝会分解吸热，从而抑制聚合物温度的升高；其次氢氧 化铝在受热分解时放出水蒸汽，不会产生有毒、可燃或腐蚀性的气体，同时稀释 了聚合物分解所产生的各种可燃气体，使起火更加困难。因此，氢氧化铝是用量 最大和应用最广的无机阻燃添加剂。就消耗量而言，在所有阻燃剂中稳居首位。 产品无毒、价格低廉成为目前理想的环保绿色产品，其发展速度很快，占阻燃剂 总耗量的45%左右。 2.人造大理石、人造玛瑙的填充剂。用氢氧化铝和不饱和聚脂树脂或甲基丙 烯酸树脂生产人造玛瑙或人造大理石。由于氢氧化铅具有和聚脂树脂极为接近的 折光指数，使人造产品具有半透明的、令人满意的光见度。并且可以生产出不同 颜色、花纹图案的人造产品。人造产品相对于天然产品有很多优越性，成本低、 重量轻、不易脆裂．可以制成各种颜色、规格的产品，因此使得人造大理石广泛 应用高档洁具、装修、桌面、板材、装饰板等。 3.造纸填剂。氢氧化铝在造纸工业中主要用作表层涂料、填料以及生产不燃 纸。氢氧化铝作为涂布颜料有许多优越性：自度高、粒度细且粒度分布均匀，呈 片状晶形，用它作颜料能提高涂布纸的自度．不透明度，平滑度及吸油墨性能。 用它代替二氧化钛．在不降低纸张自度及不透明度的前提下，能节约成本，提高 成纸的光泽度，改善印刷性能。 4.牙膏摩擦剂。氢氧化铝无毒无味，软硬适中，是一种很好的中性摩擦剂， 以氢氧化铝替代传统配料白垩和磷酸氢钙可制成性能良好的牙膏。 南京林业大学本科毕业论文 提高阻燃剂氢氧化铝失水温度的工艺研究 6 5.医药及其它。氢氧化铝是胃药的主要成分之一。铝凝胶是中和胃酸、治疗 胃病的传统良药。以氢氧化铝为原料制备的六水氯化铝，在医药和化妆品中可用 作凝聚剂等。另外，氢氧化铝及其特殊加工的焙烧氧化铝，已广泛地应用于化学 药物、催化剂、塑料、涂料、陶瓷、耐火材料、绝缘材料、磨料等领域。 1.3 阻燃剂的分类 (l)卤系阻燃剂 含卤原子F、Cl、Br、I的化合物均可作为阻燃剂。卤素阻燃剂特别是溴化合 物在阻燃剂中占有非常重要的地位。 (2)磷系阻燃剂 磷系阻燃剂分为含磷系和非磷系两种，与卤系阻燃剂机理不同，磷系阻燃剂 不是气相阻燃作用，而是液相和固相阻燃作用。 (3)膨胀型阻燃剂 膨胀型阻燃剂以磷、氮为主要组成的阻燃剂，膨胀型阻燃剂主要是由炭源、 酸源和气源这三部分组成，此类阻燃剂的高聚物在受热时，表面能生成一层均匀 的炭质泡沫层，此泡沫层隔热、隔氧、抑烟，并能防止产生熔滴，具有良好的阻 燃性能。 (4)有机硅氧烷类阻燃剂 有机硅类阻燃剂是近年来由国外少数几个国家开发的一种新型的无卤、低 烟、低毒阻燃剂，其作用机理是硅氧烷在燃烧时可以生成硅-碳阻隔层，起到阻 燃效果。而且与相应的有机化合物相比，聚硅氧烷具有燃烧时散热量低、烟雾少 和毒性低等优点。 (5)无机磷化合物 无机磷系阻燃剂主要包括红磷、磷酸盐和聚磷酸铵。红磷是一种性能优良的 阻燃剂, 具有高效、抑烟、低毒的阻燃效果, 但是在实际应用中易吸潮、氧化、 并放出剧毒气体, 粉尘易爆炸,而且呈深红色,因此使用受到很大限制。 (6)氢氧化铝 目前氢氧化铝占全球无机阻燃剂消费量的80 %以上, 它具有阻燃、消烟、填 充三大功能; 而且不产生二次污染, 能与多种物质产生协同作用，且拥有不挥 发、无毒、腐蚀性小、价格低廉等优点。氢氧化铝的阻燃作用是其在200～250 ℃ 南京林业大学本科毕业论文 提高阻燃剂氢氧化铝失水温度的工艺研究 7 分解出水时的吸热作用。作为重要的无机阻燃剂, 它在阻燃剂消费量中一直高居 榜首。 (7)氢氧化镁 氢氧化镁属于添加型无机阻燃剂, 与同类无机阻燃剂相比,具有更好的抑烟 效果。当代阻燃剂技术中“抑烟”比“阻燃”更为重要。氢氧化镁能与燃烧过程 中产生的酸性与腐蚀性物质发生中和反应, 也是一种环保型绿色阻燃剂。氢氧化 镁的热分解温度比氢氧化铝高出140 ℃左右, 可以使阻燃材料承受更高的加工 温度, 利于加快挤塑速度, 缩短模塑时间。同时氢