石墨-聚苯乙烯复合球粒的聚合工艺及阻燃性能研究.pdf

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1、硕士学位论文石墨-聚苯乙烯复合球粒的聚合工艺及阻燃性能研究STUDYONPOLYMERIZATIONPROCESSANDFLAMERETARDANTOFGRAPHITEPOLYSTYRENECOMPOSITESPHERES冉笑笑哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：TQ328.4学校代码：10213国际图书分类号：664.2密级：公开工学硕士学位论文石墨聚苯乙烯复合球粒的聚合工艺及阻燃性能研究博士研究生：冉笑笑导师：黄玉东教授申请学位：工学硕士学科：高分子化学与物理所在单位：化学与化工学院

2、答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TQ328.4U.D.C:664.2DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringSTUDYONPOLYMERIZATIONONPROCESSANDFLAMERETARDANTOFGRAPHITEPOLYSTYRENECOMPOSITESPHERESCandidate：XiaoXiaoRanSupervisor：Prof.YuDongHuangAcademicDegreeA

3、ppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ChemicalEngineeringAffiliation：SchoolofChemistryandChemicalEngineeringDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要随着城市化产业结构的进一步调整与推进，建筑行业终究会超越其他行业而跃居社会总能耗的第一

4、位。因此，建筑节能研究具有重要意义。可发性聚苯乙烯泡沫材料因其优异的隔热保温性能被广泛应用于建筑保温领域。可发性聚苯乙烯泡沫材料因极易燃烧，且燃烧过程产生大量有毒烟雾，从而限制了可发性聚苯乙烯的推广应用。已有研究表明，将全碳分子石墨添加到可发性聚苯乙烯中可以提高其的阻燃性能。本论文针对石墨-聚苯乙烯复合球粒聚合过程分散性差，分子量低，悬浮聚合不稳定这一难题，系统的研究了引发剂含量，成核剂含量，石墨含量对聚合行为的影响规律。本论文采用二步浸渍法制备了可发性石墨-聚苯乙烯复合球粒，在此基础上制备了不

5、同石墨含量的石墨-聚苯乙烯泡沫板。本论文的研究工作对阻燃隔热石墨-聚苯乙烯的工业化提供了理论基础。本论文通过控制石墨-聚苯乙烯复合球粒悬浮聚合体系中引发剂的量，研究了引发剂对石墨-聚苯乙烯复合球粒的分子量及热性能的影响规律。研究表明，当引5发剂为2.7%时，石墨-聚苯乙烯复合球粒的重均分子量为1.61×10，超过市售BASF5球粒的1.33×10。针对石墨-聚苯乙烯复合球粒悬浮聚合过程中易团聚的难题，本论文采用了一种新型成核剂，探究了成核剂对石墨-聚苯乙烯悬浮聚合稳定性的影响。当成核剂为0.44

6、%-1.11%时，石墨-聚苯乙烯复合球粒中0.78mm-1.18mm的占比超过了82.33%，实现了均匀石墨-聚苯乙烯球粒的稳定制备。在聚合工艺中添加成核剂有利于增加分子量。进一步本论文探讨了石墨对悬浮聚合行为的影响规律，增加石墨量对悬浮聚合不利，减少石墨量对聚苯乙烯的分子量有一定程度的提高。采用分子设计原理，本论文合成了一种新型可聚合磷系阻燃剂，并对磷系阻1燃剂的合成工艺进行了优化，采用红外（FT-IR），核磁氢谱（HNMR），碳谱1331（CNMR）、磷谱（PNMR）测试手段表征了可聚合磷系

7、阻燃剂的结构，证明得到了目标产物。采用二步法浸渍工艺得到了可发性石墨-聚苯乙烯复合球粒，优化了浸渍工艺。在此基础上，制备了不同石墨含量的石墨-聚苯乙烯泡沫板，并对其进行阻燃性能测试。当石墨含量为8%时自熄时间为1秒，燃烧过程中滴落物无阴燃滤纸现象，阻燃效果达到V-0级。关键词：石墨；聚苯乙烯球粒；悬浮聚合；阻燃；隔热-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractWiththefurtheradjustmentandadvancementoftheindustrialstructureoft

8、hecity,theconstructionindustrywilleventuallysurpassotherindustriesandtakethefirstplaceinthetotalenergyconsumptionofthesociety.Therefore,theresearchofbuildingenergyconservationisofgreatsignificance.Expandablepolystyrenefoamiswidelyusedinthefieldofbuil