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《长春工业大学》 2018年
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透明无卤阻燃环氧树脂的制备及性能研究

张明鑫  
【摘要】:具有高透明及高折光率的环氧树脂因其耐磨性好,容易成型且成本低廉等优点广泛应用于特种粘合剂、LED灯、工艺品和特殊模具模块等领域。然而该环氧树脂极限氧指数仅19%左右,在空气中极易燃烧,极大地限制其适用范围。传统环氧树脂经过阻燃改性后,往往伴随着透明性和折光率的降低甚至消失,因此,研发高透明、高折光率和高阻燃性的特种环氧树脂成为了研究的热点。本论文中通过对脂肪族多胺聚乙烯亚胺(PEI)改性,制备一系列反应型阻燃固化剂,用于固化环氧树脂,成功将P、S等元素引入环氧树脂三维交联网络中,同时对各体系固化物的力学性能、阻燃性能、透明性能、折光率、固化机理和阻燃机理进行深入的研究。本论文取得的主要研究成果如下:1、通过二苯基磷酰氯(DPPC)改性聚乙烯亚胺,成功制备一种透明无卤阻燃固化剂DPPEI,通过~1H-NMR和~(31)P-NMR对其化学结构进行了表征。将DPPEI用于固化环氧树脂得到环氧固化物DPPEI-EP。透明性结果测试显示:DPPEI-EP在可见光范围内具有极好的透明性,透明性高达90%以上;对其透明机理研究发现,阻燃元素的引入未改变环氧树脂内部的非结晶性。阻燃结果测试表明:DPPEI添加量为35 wt%时,LOI值由18%提高至29.8%,UL-94可通过V-0等级;锥形量热结果表明,当DPPEI添加量为30wt%时,相比于PEI-EP,DPPEI(30)-EP的PHRR和THR分别降低了63.6%和69.5%。阻燃机理研究表明:固相和气相在该阻燃体系中起到了良好的阻燃协效作用。以上结果表明,DPPEI-EP不仅具有良好的阻燃性能,同时具有优异的透明性。2、通过聚乙烯亚胺、硫脲(TA)和二苯基磷酰氯成功制备一种新型透明无卤阻燃固化剂PTDP。通过~1H-NMR和~(13)C-NMR对PTDP化学结构进行了表征;随后将其用于固化环氧树脂,得到环氧固化物PTDP-EP。阻燃测试结果表明,PTDP-EP体系阻燃性得到明显提升:PTDP添加量为30 wt%时,LOI值提高到30%,UL-94可通过V-0等级;锥形量热测试表明,与PEI-EP相比,PTDP(30)-EP的SPR和TSP分别降低了41.6%和62%。透明性测试结果表明,PTDP-EP具有极好的透明性,在可见光范围内透过率高达90%以上。同时,该环氧固化物PTDP-EP具有极好的折光率,折光率高达1.58;以上结果表明,PTDP-EP不仅具有良好的阻燃性,同时具有良好的透明性和折光率。
【学位授予单位】:长春工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:TQ323.5

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