中文名 | PC/POSS復(fù)合材料凝聚相成炭機(jī)理研究 | 依托單位 | 北京理工大學(xué) |
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項(xiàng)目負(fù)責(zé)人 | 李向梅 | 項(xiàng)目類別 | 青年科學(xué)基金項(xiàng)目 |
由于近年來重視阻燃材料的環(huán)保性能,對(duì)材料燃燒時(shí)的釋熱速率、生煙量及有毒和腐蝕產(chǎn)物生成量都有一定要求,推動(dòng)著高分子材料的阻燃劑正向高效、低煙、低毒的方向發(fā)展。多面體低聚硅倍半氧烷(polyhedral oligomeric silsesquioxanes (POSS))兼有有機(jī)高分子材料的韌性、良好加工性和無機(jī)材料的高強(qiáng)度、耐高溫等特點(diǎn),常應(yīng)用于聚合物體系中。POSS的加入可以降低熱釋放速率峰值(PHRR)、縮短點(diǎn)燃時(shí)間(TTI),POSS有利于聚合物燃燒后成炭、有助于在聚合物表面形成一層阻隔熱、隔氧的SiO2保護(hù)層。但不同POSS化合物對(duì)聚碳酸酯(PC)成炭機(jī)理的影響而導(dǎo)致阻燃性有較大的差異。 本研究采用流變學(xué)的分析方法研究了PC/POSS復(fù)合物熔體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化;使用熱重-紅外聯(lián)用(TG-FTIR)和裂解-氣相色譜/質(zhì)譜聯(lián)用儀(Py-GC/MS)等氣相分析方法研究了PC/POSS復(fù)合物在熱解和裂解過程中氣體的產(chǎn)物對(duì)復(fù)合物高溫交聯(lián)變化,以及炭層形貌和結(jié)構(gòu)的影響;使用錐形量熱儀和掃描電鏡等表征手段分析了凝聚相炭層的結(jié)構(gòu)組成和炭層強(qiáng)度,研究它們?cè)谌紵^程中對(duì)復(fù)合物阻燃效果的影響。 研究了PC/OPS復(fù)合物和PC/PPSQ復(fù)合物熔體的流變行為。當(dāng)角頻率≤0.1 rad/s時(shí),PC/OPS和PC/PPSQ復(fù)合物的儲(chǔ)能模量要高于PC,并隨著OPS和PPSQ含量的增加,儲(chǔ)能模量也逐漸增加,并且在OPS和PPSQ含量在6 wt% 以上時(shí)一個(gè)儲(chǔ)能模量平臺(tái)的出現(xiàn);氣相產(chǎn)物研究中,PC/OPS復(fù)合物和PC/DOPO-POSS復(fù)合物在熱降解過程中都有明顯的二氧化碳釋放峰出現(xiàn),PC/PPSQ復(fù)合物在460℃才有二氧化碳的吸收峰出現(xiàn),PC/OPS,PC/PPSQ和PC/DOPO-POSS復(fù)合物在熱降解過程中都檢測(cè)到了Si-O-Si反對(duì)稱伸縮振動(dòng)峰, OPS和PPSQ裂解過程中釋放了大量的苯和氣相二氧化硅;DOPO-POSS的裂解過程中氣相阻燃主要是裂解產(chǎn)生的DOPO在起作用;從燃燒性能上看,PC/PPSQ復(fù)合物大大降低了PC燃燒過程產(chǎn)生的熱速率釋放峰值、總的熱釋放和總的產(chǎn)煙量,在三種復(fù)合物中阻燃效果最好, PC/DOPO-POSS復(fù)合物的阻燃效果相對(duì)最差,炭層強(qiáng)度分析表明PC/PPSQ復(fù)合物內(nèi)部炭層結(jié)構(gòu)最致密、且分布均勻,為片狀層疊的結(jié)構(gòu),沒有氣泡和孔洞出現(xiàn)。
前期工作中成功的合成了低成本、高產(chǎn)率的八苯基硅倍半氧烷(OPS)、梯形聚苯基硅倍半氧(PPSQ)和含有DOPO基團(tuán)的籠型低聚硅倍半氧烷(DOPO-POSS)三種POSS化合物,發(fā)現(xiàn)在阻燃聚碳酸酯(PC)時(shí),燃燒時(shí)凝聚相炭層的結(jié)構(gòu)及形貌來看也存在很大差別,但在熔融加工過程中均有使PC剪切變稀的現(xiàn)象。本項(xiàng)目通過研究這三種不同POSS化合物在PC燃燒過程中不同階段形成的炭層結(jié)構(gòu)及炭層表面溫度的變化,炭層的物理形貌、炭層內(nèi)、外的化學(xué)組成對(duì)PC凝聚相成炭的貢獻(xiàn);通過分析氣相產(chǎn)物在炭層形成過程中的作用;研究PC/POSS化合物物燃燒過程中炭層的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成對(duì)炭層強(qiáng)度的影響;將凝聚相炭層的形成機(jī)理與不同PC/POSS化合物阻燃性能關(guān)聯(lián)起來,對(duì)新型阻燃劑的設(shè)計(jì)和阻燃機(jī)理的研究有一定的指導(dǎo)意義。
樹脂基復(fù)合材料、聚合物基復(fù)合材料、高分子基復(fù)合材料區(qū)別???
你指的是碳纖維復(fù)合材料吧,增強(qiáng)材料是碳纖維,主要取決于基體材料。比如炭/炭復(fù)合材料,是碳纖維增強(qiáng)炭(石墨)基體的復(fù)合材料,屬于無機(jī)材料,主要應(yīng)用于高溫、摩擦方面;碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料,是有...
聚合物只是一種有機(jī)物,是一種物質(zhì),不是復(fù)合材料。復(fù)合材料是由兩種以上的材料組合在一起構(gòu)成的,當(dāng)然聚合物可以是復(fù)合材料的組成物質(zhì)之一,例如可以作為復(fù)合材料的基體材料。復(fù)合材料,是由兩種或兩種以上不同性質(zhì)...
水泥復(fù)合材料的主要特征咱不羅嗦了,對(duì)于路橋,一個(gè)是增強(qiáng),一個(gè)是自修復(fù)。增強(qiáng)材料有金屬,有機(jī),無機(jī)纖維,比如鋼纖維,玻璃纖維,碳纖維,芳族聚酰亞胺等等。自修復(fù)機(jī)敏水泥以自感知,自診斷,自適應(yīng),自修復(fù)以及...
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復(fù)合材料—聚碳酸酯PC (2)
蒸發(fā)-凝聚傳質(zhì)機(jī)理是燒結(jié)中定量計(jì)算最簡(jiǎn)單的一種,它是了解復(fù)雜燒結(jié)過程的基礎(chǔ)。
蒸發(fā)-凝聚傳質(zhì)機(jī)理是指在高溫下蒸汽壓較大系統(tǒng)內(nèi),材料進(jìn)行燒結(jié)時(shí)的傳質(zhì)規(guī)律。
C/C復(fù)合材料坩堝在熔煉金屬,稀貴金屬、非金屬方面有很大的應(yīng)用。
C/C復(fù)合材料是指以炭纖維或其織物為增強(qiáng)相,以化學(xué)氣相滲透的熱解炭或液相浸漬-炭化的樹脂炭、瀝青炭為基體組成的一種純炭多相結(jié)構(gòu)。它源于1958年,美國(guó)Chance-Vought公司由于實(shí)驗(yàn)室事故,在炭纖維樹脂基復(fù)合材料固化時(shí)超過溫度,樹脂炭化形成C/C復(fù)合材料。
炭/炭(C/C)復(fù)合材料是一種新型高性能結(jié)構(gòu)、功能復(fù)合材料,具有高強(qiáng)度、高模量、高斷裂韌性、高導(dǎo)熱、隔熱優(yōu)異和低密度等優(yōu)異特性,在機(jī)械、電子、化工、冶金和核能等領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用,并且在航天、航空和國(guó)防領(lǐng)域中的關(guān)鍵部件上大量應(yīng)用。我國(guó)對(duì)C/C復(fù)合材料的研究和開發(fā)主要集中在航天、航空等高技術(shù)領(lǐng)域,較少涉足民用高性能、低成本C/C復(fù)合材料的研究。目前整體研究還停留在對(duì)材料宏觀性能的追求上,對(duì)材料組織結(jié)構(gòu)和性能可控性、可調(diào)性等基礎(chǔ)研究還相當(dāng)薄弱,難以滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)高性能C/C復(fù)合材料的需求。因此,開展高性能C/C復(fù)合材料的基礎(chǔ)研究具有重大的科學(xué)意義和社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益。