阻燃有机插层剂的合成与应用开题报告

1. 研究目的与意义

随着高分子材料的大量使用，发生火灾的次数越来越多，损失越来越大，急需对高分子材料的阻燃技术加以研究，并使之尽快推广使用。一般的阻燃剂与基体高分子材料的相容性较差，影响了添加量及阻燃效果。为此，用带有功能基团的高分子化合物作为阻燃剂，能够起到与基体相容性好，制品性好，阻燃时效长等良好效果。

传统的聚合物阻燃剂主要是卤系化合物，它们能在高温下发生分解反应释放出hx， hx与燃烧产生的活性物质·oh、·o·等作用，使游离基浓度降低，从而减缓或终止燃烧的链式反应，达到阻燃的目的。含卤阻燃剂具有其他阻燃剂无可比拟的高效性，但却对环境和人体具有不可忽视的危害。另外还有磷-氮系膨胀型阻燃剂及无机阻燃剂，但只有其用量较高（30%～60%）时才能满足实际应用时的阻燃要求，这使材料的物理力学性能及其他性能严重恶化。随着对聚合物阻燃研究的不断深入，研究人员对磷系、氢氧化物、硅系、双羟基氢氧化物以及各种复合阻燃剂的研究都取得了新的进展。

水滑石类化合物是一类典型的阴离子型插层材料,可作为高分子无机阻燃剂，具有无卤、低烟, 不产生腐蚀性气体, 无次污染, 且具有阻燃- 填料的双重功能, 是一种很有前途的阻燃剂，其化学通式为[m² _1-xm³ _x(oh)₂］^x x^m-_x/m·nh₂o,水滑石类化合物性质上的一个重要特性是其层间阴离子的可交换性。利用这一性质，人们已将阴离子如无机和有机阴离子、同多和杂多阴离子以及配合物阴离子等多种离子引入水滑石层间，由此获得一大类插层水滑石材料。为了提高其阻燃性能及其与高分子的相容性，经插层组装可使水滑石的层间具有阻燃性物种co^2- ₃ 和结构水, 在受热燃烧时, 释放出阻燃性气体co₂ 起到隔绝氧气和降低材料表面温度的作用, 同时水滑石在材料表面形成凝聚相,阻止燃烧面扩展; 水滑石受热分解后, 在材料内部形成高分散的大比表面积固体碱, 对燃烧氧化产生的酸性气体具有极强的吸附作用, 从而起到抑烟的作用。

2. 研究内容和预期目标

本论文旨在合成水滑石的插层剂，该化合物本省具有阻燃性能，分子量较大，热稳定性较好。拟采用木质素作为水滑石的插层剂，木质素广泛存在于木本植物、草本植物和维管植物中, 在农作物的秸秆、果壳等下脚料中木质素含量为10%～25%。

预期目标：合成木质素插层水滑石；性能要求：阻燃、抑烟、无二次污染、与高分子基体相容性较好。

3. 研究的方法与步骤

1、木质素的提取

称取约5.0g粉碎的麦草(在60℃下, 烘干9h) , 转入250 ml的圆底烧瓶中, 加入一定量1, 4-丁二醇水溶液为萃取剂, 煮沸萃取木质素。趁热减压过滤, 得滤液和滤渣, 滤渣用80℃左右的醇溶液洗涤3次, 洗液和滤液合并。常温下加3倍体积水,静置降温, 即有木质素沉淀生成。离心分离后收集沉淀并干燥, 即得棕色粉末状的木质素。所得样品用红外分光光度法表征，并与标准图谱对比，检验所得样品是否为木质素。

2、水滑石前驱体的制备

4. 参考文献

[1]林一凡,潘太军. 蒙脱土的有机化改性及插层剂的选择[j]. 化工科技,2010,01:24-27.

[2]孙嘉,徐政. 微波对不同插层剂插入高岭石的作用与比较[j]. 硅酸盐学报,2005,05:593-598.

[3]何素芹,杜萍,朱诚身,康鑫. 共插层剂改性蒙脱土制备尼龙1010/蒙脱土纳米复合材料[j]. 高分子材料科学与工程,2005,04:288-291.

5. 计划与进度安排

（1）第3周~第4周，查阅资料，准备开题报告，论文翻译；

（2）第5周~第8周，实验；

（3）第9周~第13周，实验，整理数据；