一种含N、Si木质素基成炭剂的合成及其表征

以麦草碱木质素(WSAL)为主要原料,利用γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)对其进行改性,制得了含N、Si木质素基成炭剂(CFA-WSAL),并对其合成工艺进行了优化。同时,借助傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)和热重分析仪(TGA)分别对该木质素基成炭剂的结构与热稳定性能进行了表征。结果表明:成功获得了目标产物CFA-WSAL,其在空气中的起始降解温度(T_(5%))为269.9℃,明显高于WSAL(204.7℃)。在固定木质素及溶剂用量分别为200 mg和5 ml的前提下,CFA-WSAL的最佳制备工艺为:乙醇和去离子水的体积比为0.5:4.5,反应温度为80℃,反应时间为2 h,KH550用量为0.488 g。此外,CFA-WSAL在500℃及800℃下的残炭率分别可达到31.5%和21.3%,明显高于WSAL的2.0%和1.9%。这表明该成炭剂具有良好的热稳定性及成炭能力,在膨胀型阻燃高分子材料领域具有潜在的应用前景。