反应型阻燃剂对聚氨酯硬泡阻燃性能影响(2)
2.1 实验用主要原料 11
2.2 实验用仪器设备 11
2.3 聚氨酯硬泡的制备 12
2.4 聚氨酯硬泡材料的性能测试表征 13
2.4.1 密度(ρ)测试 13
2.4.2 氧指数(LOI)测试 13
2.4.3 压缩强度测试 13
2.4.4 动态力学性能(DMA)测试 13
2.4.5 热重(TG)测试 13
2.4.6 扫描电镜(SEM)测试 13
3 实验结果与讨论 14
3.1 反应型阻燃剂用量对阻燃聚氨酯硬泡密度的影响 14
3.2 反应性阻燃剂用量对阻燃聚氨酯硬泡氧指数的影响 15
3.3 反应性阻燃剂用量对阻燃聚氨酯硬泡压缩强度的影响 16
3.4 反应型阻燃剂用量对阻燃聚氨酯硬泡的动态力学性能的影响 17
3.5 反应型阻燃剂用量对阻燃聚氨酯硬泡的耐热性能的影响 18
3.6反应型阻燃剂用量对阻燃聚氨酯硬泡燃烧后形貌的影响 19
4 结论 20
致谢 21
参考文献 22
1 绪论
1.1 聚氨酯硬泡概述
聚氨酯是指聚合物分子链上含有重复的氨基甲酸酯基团（-NHCOO-）的高分子化合物，一般是由多羟基化合物与多异氰酸酯在多种助剂的作用下反应制得。通过改变多羟基化合物的羟值、官能度等可以调整聚氨酯的结构，获得不同结构与性能的聚氨酯材料[1]。
自上世纪40年代德国的拜耳首次发现羟基化合物与多异氰酸酯反应生成聚氨酯以来，全球的聚氨酯产业已有了近80年的发展历史。包括聚氨酯泡沫、聚氨酯橡胶、聚氨酯弹性体、聚氨酯胶黏剂和聚氨酯涂料等相关产品。其中，聚氨酯泡沫塑料是聚氨酯产品中最主要的一类，又被称为“第五大塑料”[2]，其需求量约占聚氨酯制品的70%，并仍以每年7%的速度快速增长[3]。
聚氨酯硬泡具有导热系数低、比强度高、尺寸稳定性好及保温隔热等诸多优点，因此，作为保温绝热和结构材料而广泛应用于建筑业、工业、农业和国防等诸多领域，已经发展为一种不可或缺的高分子材料[4]。
1.1.1 聚氨酯硬泡合成的基本原理
制备聚氨酯硬泡所用的原料主要包括多元醇和多异氰酸酯，并在催化剂、发泡剂、匀泡剂等助剂的作用下进行发泡。通常，合成聚氨酯硬泡所用的多元醇化合物一般是多官能团、高羟值、小分子量的多元醇，按其结构可分为聚醚型和聚酯型多元醇；另外一种提供聚氨酯主链结构的主要反应原料多异氰酸酯，通常包括二苯基甲烷二异氰酸酯（简称MDI）、多亚甲基多苯基多异氰酸酯（简称PAPI）等；合成聚氨酯硬泡的催化剂一般为胺类和有机锡类化合物，催化发泡及凝胶反应的进行。而发泡剂则是通过产生气体来实现反应中的物理发泡或化学发泡，此外还有控制泡孔大小和结构的泡沫稳定剂和提高泡沫力学性能的交联剂、扩链剂等。
聚氨酯硬泡是由多元醇化合物与多异氰酸酯在各种助剂的作用下反应制得，而多异氰酸酯中的异氰酸酯基团（-N=C=O）反应活性很高，可以与活泼氢基团反应，因此聚氨酯硬泡的合成存在多种反应，包括链增长反应、发泡反应、交联反应等反应过程，主要反应如下：
1）链增长反应
链增长反应是聚氨酯合成过程中的最基本反应，主要通过羟基与异氰酸酯反应生成氨酯键。该反应在没有催化剂存在的条件下也能在常温下进行，同时产生大量反应热。