1. 研究目的与意义
随着我国城市化进程的不断加快和高层建筑的兴起,由建筑保温材料的阻燃性能差所致的恶性火灾事故频发。酚醛泡沫作为一种自阻燃型保温材料,具有难燃、低烟、低毒、隔热性好等优点。但酚醛泡沫固化后分子结构呈交联网状结构,故其自身存在脆性大、易粉化、及采用长链、柔性单体增韧改性后其阻燃性降低等问题。本项目针对酚醛泡沫之上述不足,以亚油酸等多种含有共轭双键结构的植物油脂和阻燃剂9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)及其衍生物为原料,采用接枝聚合反应设计制备油脂基阻燃聚合物,然后用于酚醛泡沫的增韧改性。研究油脂基阻燃聚合物的制备、分子结构和性能,并进一步分析探讨油脂基阻燃聚合物在酚醛泡沫中的应用,为开发高性能自阻燃型泡沫保温材料奠定理论和实验基础。
2. 国内外研究现状分析
近年来,酚醛树脂的改性主要集中在增韧改性及阻燃改性等。发泡助剂种类和用量对酚醛泡沫塑料性能也有较大影响[1]。
1.1增韧改性
酚醛泡沫主要通过以下方法进行增韧改性:①加入外增韧剂,通过与pf树脂共混的方式达到增韧的目的;②化学增韧法即通过pf树脂与增韧剂的化学反应达到增韧的目的;③用带有韧性链的酚类物质部分代替苯酚合成酚醛树脂[1]。许多带有可反应基团的柔性长链二羧酸、环氧树脂、pu预聚体、腰果酚、桐油等对酚醛树脂都具有一定的增韧效果,其在增韧酚醛树脂或其泡沫的同时,可能参与酚醛树脂的固化反应,从而被引入到酚醛树脂骨架中[2]。
3. 研究的基本内容与计划
研究内容:①植物油脂基阻燃聚合物的制备及性能研究,采用环氧化和接枝聚合的方法制备植物油脂基阻燃聚合物dopo-g-vos。通过调控反应条件及原料配比,设计植物油脂基阻燃聚合物的分子结构,以达到控制共聚物接枝效率、分子量大小及分子量分布的目的,研究植物油脂基阻燃聚合物的合成方法、反应机理和性能,优化dopo-g-vos的合成工艺,筛选最佳的反应条件,制备dopo-g-vos;
②dopo-g-vos增韧改性酚醛树脂及泡沫的制备及性能研究,采用前期所优化的最佳反应条件下制备的dopo-g-vos对酚醛树脂进行改性并制备酚醛泡沫,研究dopo-g-vos改性酚醛树脂和泡沫化学结构、耐热性及其他性能的变化。
研究计划:
4. 研究创新点
(1)植物油脂接枝DOPO改善了油脂作为长链分子的易燃性,引入酚醛泡沫中提高韧性同时减少对阻燃性的影响。(2)植物油脂作为天然可再生资源,用于代替不可再生的石油产品合成高性能的化学制品,减少了石油资源的消耗,拓展了植物油脂的应用和提高了其附加值。
