基于超临界CO2阻燃TPU微发泡材料的制备与工艺的研究

摘要

热塑性聚氨酯（TPU）具有优异的物理机械性能和良好的加工性能。其微孔发泡材料的密度低、弹性好、低温性能与缓冲性能更佳，已经成为生产与应用的研究热点。但是由于TPU材料的自身属于易燃材料，因此由其制备的TPU微发泡材料的阻燃性能则更差。目前现有研究的重点主要在阻燃TPU的研发，以及TPU微发泡材料的研发。而对于改性后的阻燃TPU微发泡材料的研究很少。
　　本文选用聚磷酸铵、三聚氰胺氰脲酸盐组成的阻燃剂，并用纳米碳酸钙作为协效剂制备阻燃TPU材料，同时采用超临界CO2间歇法对所制备的阻燃TPU原料进行发泡。利用正交试验对其发泡工艺进行研究，最终确定了最佳的发泡工艺，并探讨了各工艺条件对材料发泡倍率的影响。
　　在TPU材料中随着阻燃剂添加量的增加，其微发泡材料的阻燃性逐渐提升，同时其微发泡材料也随之出现开裂、硬度升高等现象。对阻燃 TPU微发泡材料进行SEM观测发现，阻燃剂与TPU材料的相容性差。加入阻燃剂后，泡孔结构的完整性和稳定性明显变差。但是将纳米碳酸钙与阻燃剂复配后加入到TPU材料中，其微发泡材料外观形态与气泡孔的结构都有了很大的改善，阻燃性能也有所提高，其阻燃性随着纳米碳酸钙的增加呈先增长后又略微的降低的趋势。
　　利用正交试验直观法得出发泡温度对发泡效果影响最大，接着依次为发泡时间、饱和压力、饱和时间。发泡倍率随着饱和时间、发泡温度、发泡时间的增加均呈先增大后减小的趋势。正交实验方差分析法得出，发泡温度的改变对阻燃TPU微发泡材料的发泡倍率有显著性影响。

目录

符号说明

1绪论

1.1课题的研究背景和意义

1.2 TPU微发泡技术简介

1.3常用阻燃剂

1.4阻燃TPU微发泡材料的研究现状

1.5 本课题主要研究内容

2制备阻燃TPU微发泡材料机理与设备的研究

2.1 TPU阻燃机理

2.2 制备阻燃TPU微发泡材料机理

2.3间歇式微发泡设备设计

2.4 小结

3阻燃TPU微发泡材料的制备及性能研究

3.1实验原料及仪器

3.2制备阻燃TPU微发泡材料

3.3测试与表征

3.4阻燃剂对TPU及其发泡材料性能的影响

3.5阻燃剂/纳米碳酸钙协效阻燃剂对TPU及其发泡材料性能的影响

3.6小结

4 阻燃TPU微发泡材料工艺研究

4.1 确定实验工艺区间

4.2 确定最佳发泡工艺

4.3 本章小结

5总结

参考文献

致谢

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