APP@MOFs核-壳结构型阻燃剂制备及其在环氧树脂中的应用研究北大核心CSCD

采用微胶囊改性技术,以高效阻燃剂聚磷酸铵(APP)为内核、多功能金属有机框架材料(ZIF-8)为外壳,合成了新型核-壳结构型阻燃剂(APP@ZIF-8),并将其用于环氧树脂(EP)中制备阻燃复合材料,通过一系列测试分析来表征APP@ZIF-8的结构特征、评估其耐水性能,并采用锥形量热仪法研究了EP复合材料的阻燃、抑烟减毒性能。结果表明：经ZIF-8的包裹实现了APP溶解度降低、耐水性能显著提升;掺入10 wt%的APP@ZIF-8后,EP复合材料的热释放速率峰值(pHRR)、烟气释放速率峰值(pSPR)和CO释放速率峰值(pCOP)较纯EP分别降低了61.3%、43.6%和60.5%,使EP复合材料的阻燃性能和抑烟减毒性能均得到提升,这主要得益于APP@ZIF-8在燃烧过程中促进了致密炭层的形成(残余炭量较纯EP提高了367.1%),抑制了可燃产物和毒性烟气的扩散,此项工作为环氧树脂的阻燃改性提供了一种新思路。     

环氧树脂材料的老化及防老化研究进展

重点阐述了关于环氧树脂的物理老化、热氧老化、湿热老化、光氧老化等老化行为及老化机理的国内外研究进展。结合环氧树脂老化的内外因及其老化作用机理,总结了添加有机小分子稳定剂或无机纳米粒子以及与聚合物共聚共混改性等老化防护方法的研究现状。指出了目前微观原位检测技术在环氧树脂老化机理研究上应用不足的问题,并对环氧树脂的老化防护方法进行了展望。     

基于多通道原位红外光谱技术的环氧涂层恒温固化反应研究

目的 拓展多通道原位红外光谱技术的应用,探究环氧树脂在固化行为中的分子结构变化以及不同固化深度下的动力学参数与恒温固化模型。方法 采用多通道原位红外光谱的表征方法,对N,N,O-三缩水甘油基对氨基苯酚(环氧树脂AFG-90)与甲基纳迪克酸酐(MNA)的环氧涂层的固化过程进行30、40、50、60、70 ℃等5个温度下的原位红外光谱监测,基于特征官能团吸光度的变化,研究恒温固化模型。结果 通过特征官能团吸光度与温度、时间的关系,计算得出AFG-90与MNA的环氧树脂固化体系在不同温度下的固化模型、达到不同固化度下的固化时间,求解得在不同固化深度下的活化能Ea主要在58~74 kJ/mol变化,且其均值为69.43 kJ/mol。结论 获得了AFG-90与MNA的环氧树脂固化体系在固化过程中动力学参数和模型,同时试验结果表明,多通道原位红外光谱技术是研究高分子材料固化反应动力学的有效表征方法。     

溴化环氧树脂在亚临界醋酸体系中的降解特性

该文将废弃线路板中的溴化环氧树脂经过亚临界醋酸处理后,对其降解特性进行研究。考察不同温度、醋酸质量浓度和保温时间对溴化环氧树脂降解效果以及降解产物的影响。在亚临界醋酸环境下,当反应温度为220～260℃,保温时间为1～2 h,醋酸质量浓度为49.90%时,溴化环氧树脂能够完全降解,得到以双酚A、苯酚和异丙基苯酚为主的油相产物。在亚临界醋酸中可以快速溶胀并降解,溶胀现象能够增强醋酸对溴化环氧树脂的催化降解效果。降解产物中溴主要以HBr的形式存在于水相中。剩余固相产物中主要为玻璃纤维和铜箔,二者自动分层便于回收。该研究为废弃印刷线路板的无害化处理以及资源化利用提供了一种新方法。     

环氧树脂降解嗜盐菌的筛选及其处理高盐环氧树脂废水的特性研究

从环氧树脂废水生化处理系统的活性污泥中分离筛选得到2株嗜盐菌,并对其进行分子生物学鉴定,考察了生长和降解特性.结果表明,通过菌株的形态观察及16S rDNA序列比对分析,菌株J1归属于芽孢杆菌属(Bacillus sp.),菌株J2属于枝芽孢杆菌属(Virgibacillus sp.).菌株J1和J2在高盐CM培养基中的适宜生长条件为:温度30℃,pH为7.0,NaCl的浓度范围为5～50 g.L-1.对环氧树脂废水中有机物的最佳降解条件为:温度30℃,pH为7.0,NaCl浓度30 g.L-1.将菌悬液J1和J2按2∶1的体积比例混合后,在复合菌种的接入量为10%时,对环氧树脂废水中COD的去除率最高.     

电增强环氧树脂基聚合物膜萃取水样中的硝基苯

以环氧树脂基聚合物膜为萃取相,在电场作用下富集目标物,与高效液相色谱(HPLC)联用,应用于环境水样中硝基苯污染物的测定.考察了电压大小、萃取时间、洗脱时间、离子强度和溶液pH值对电增强萃取效率的影响.实验结果表明,环氧树脂基聚合物膜的萃取量与膜上所施加的控制电位相关,阴极极化时,膜对硝基苯的萃取量增大;在阳极极化时,膜萃取量减小.在电压为-0.3kV,硝基苯溶液pH=4的条件下,萃取20min,得到该方法的检出限为0.015μg·mL-1,在0.05～3.0μg·mL-1范围内具有良好的线性关系,可决系数为0.9929,变异系数小于5%.用上述方法分析鱼塘水,硝基苯3种不同加标水平的回收率为79.8%～108.2%.结果表明,该方法既可用于环境水样品中的硝基苯去除又可用于检测.     

高压击穿电弧作用下开关柜内典型阻燃绝缘件引燃特性的实验研究

高压开关柜内的绝缘件失效故障,易引发火灾事故、区域停电甚至影响电网系统的稳定运行。基于高压击穿电弧模拟与材料引燃机理综合模拟实验平台,针对4 mm厚支柱绝缘子和固封极柱,开展了15 kV击穿电弧作用下的系列引燃实验研究。结果表明,高压电极横向击穿后,电弧迅速上翻形成自上而下“夹持”样品的倒“U”形弧柱,弧根与弧顶首先炭化或引燃。阻燃绝缘件样品顶部形成火焰后,随着燃烧的进行,逐渐从顶部形成穿透样品的内部击穿电弧,该电弧易诱发剧烈燃烧的水平喷射火焰。内部击穿电弧位置向下移动呈“2阶段”特征:在初始阶段较慢,支柱绝缘子和固封极柱样品内击穿点下移速度分别约为2.55 mm/s和1 .74 mm/s,而在第2阶段分别增大至78.50 mm/s和35.03 mm/s。此外,高压起弧瞬间,在紧邻电极上方的绝缘材料表面,升温速率可达180 ℃/s。研究结果可用于高压开关柜各类阻燃绝缘件的科学选型与优化设计,为开关柜防火安全性能的提升提供科学依据。     

HCR处理环氧树脂废水的中试

对某化工厂的高浓度环氧树脂废水进行HCR中试研究。当进水COD容积负荷为7.5~12 kg/(m3.d)时,COD的去除率达85%。结果证明HCR反应系统处理效率高,抗负荷冲击性能强,系统运行稳定。     

含磷腰果酚基羟基型固化剂的合成及其阻燃环氧树脂的研究

随着环保意识的增强,开发高性能生物基环氧树脂以减少对石油基双酚A二缩水甘油醚(DGEBA)和4, 4’-二氨基二苯甲烷(DDM)的依赖越来越受到重视。基于腰果酚、苯酚、甲醛溶液和氯代磷酸二苯酯等原料合成了三种官能团数目可调控的腰果酚基羟基型固化剂(P1C1F-0.6DCP、P2C1F-0.6DCP和P3C1F-0.6DCP)并对其阻燃环氧树脂开展了相应的研究。垂直燃烧和极限氧指数(LOI)结果表明,DGEBA/P1C1F-0.6DCP、DGEBA/P2C1F-0.6DCP和DGEBA/P3C1F-0.6DCP均能通过V-0级别并且LOI值均在29%左右。锥形量热仪测试结果表明,DGEBA/P1C1F-0.6DCP、DGEBA/P2C1F-0.6DCP和DGEBA/P3C1F-0.6DCP的热释放速率峰值(pHRR)分别比DGEBA/DDM降低了68.4%、64.7%和70.7%。通过炭渣的形貌和结构分析,含磷腰果酚基羟基型固化剂的阻燃机理在于能够在燃烧过程中促进形成质量更高的炭渣,发挥更好的隔热、隔氧的效果。     

废弃印刷线路板中环氧树脂的资源化技术

印刷线路板是电子工业的基础,伴随着电子废弃物的快速增长,废弃印刷线路板的回收已经成为迫切需要研究的领域。对废弃印刷线路板中环氧树脂常用的资源化方法、物理法、热解法、超临界法及化学溶剂法等进行了介绍,并比较了几种方法的优缺点。