无卤阻燃红麻纤维的制备

以乙二胺和苯基二氯磷酸酯为原料,按其摩尔比1.2∶1.0合成了无卤阻燃单体聚乙二胺苯基磷酸酯(PEP);将PEP与红麻纤维(KF)发生酯化反应,制备了含有P,N元素的酯化阻燃KF;采用物理浸渍法制得浸渍阻燃KF;通过红外光谱、极限氧指数、热失重等手段,对比分析了2种KF的结构和性能。结果表明:酯化阻燃KF的阻燃等级为V-0级,极限氧指数可达56.5%,比浸渍阻燃KF的阻燃性能好,采用化学处理方法是改善KF热稳定性能最有效的方法。

红麻无卤阻燃化处理

选择氮磷膨胀型阻燃剂聚磷酸铵(APP)和APP/季戊四醇(PER),采用物理浸渍原理对红麻进行无卤阻燃处理,以提高红麻的耐热性和阻燃性。考察了膨胀阻燃体系以及红麻碱处理对浸渍阻燃效果的影响。通过红外光谱、扫描电镜、氧指数、垂直燃烧等测试,对比分析了浸渍处理前后红麻的耐热性能和阻燃性能的变化,并对膨胀阻燃机理进行了研究。结果表明,红麻经过碱处理再浸渍处理,具有较好的热稳定性能和阻燃性能,其氧指数可达32.8,阻燃等级为V-0级。

氨基改性蠕虫型介孔SiO_2吸附CO_2性能的研究

采用D2000为模板剂,TEOS为硅源,在中性的条件下合成了具有较大孔径的蠕虫型介孔SiO2(MSU-J),并采用四乙烯五胺(TEPA)通过物理浸渍的方法制备不同质量分数的TEPA改性的MSU-J,得到具有高吸附量的CO2吸附剂。利用FT-IR,N2吸附/脱附及TG对所制备的样品进行表征。CO2的吸附试验是在不同氨基质量分数(20%,30%,50%,70%)以及不同温度下测试。吸附实验表明,浸渍TEPA后,吸附剂由单纯的物理吸附转变为以氨基为活性中心的化学吸附,且随着TEPA浸渍含量的增加吸附量先增加后降低,当TEPA负载量(质量分数)为50%时,吸附量可达到164.3 mg/g。温度对吸附剂的吸附性能也有一定的影响,最佳的吸附温度为25℃,这与吸附机理有关,随着温度的升高,反应向解吸附方向移动。循环性试验表明,所制备的吸附剂具有良好的循环性能,材料重复使用6次,对CO2吸附性能只有少量的下降,这可能是由于TEPA的挥发或者部分分解引起的。

有机胺固载三维蠕虫型介孔SiO_2对CO_2的吸附性能研究

采用物理浸渍法将三乙烯四胺(TETA)固载在三维蠕虫型介孔SiO_2上以制备CO_2吸附剂。通过将介孔SiO_2在沸水中煮沸一段时间使Si—OH再生。测定吸附剂在不同吸附温度和TETA负载量下CO_2的吸附量,结果显示,吸附量随吸附温度的升高而降低,随TETA浸渍量的增加而增加。循环性能显示有机胺的浸渍对改善吸附剂的吸附性能是有效的。

无卤阻燃芦苇纤维及PVC复合材料的制备

分别选用聚磷酸铵(APP)、聚磷酸铵/季戊四醇(APP/PER)膨胀阻燃体系,通过物理浸渍法对芦苇纤维(PA)进行阻燃化处理,以聚氯乙烯(PVC)为基体树脂,PA、阻燃芦苇纤维作为填料,制备了PPA复合材料。通过力学性能、氧指数、垂直燃烧和剩炭率等测试,分析了浸渍阻燃对芦苇纤维阻燃性能和热稳定性的影响,对复合材料的力学性能、热性能和微观结构进行了分析。结果表明,阻燃改性可提高纤维的阻燃性能和热稳定性,其中,APP/PER复配阻燃芦苇纤维(PA-2)的性能最优,氧指数可达32.3%,剩炭率65%,阻燃等级为V-0级。在阻燃体系中加入适量的PER对复合材料的界面性能有益,提高了拉伸性能。

蠕虫型介孔SiO_2的改性及对CO_2吸附性能的研究

有机胺为氨基改性剂,采用浸渍的方法对蠕虫型介孔SiO2(MSU-J)改性。利用FT-IR,N2吸附/脱附,元素分析,TG及TEM进行表征。测定对CO2的吸附性能,结果表明,有机胺修饰前后MSU-J的介孔结构没有发生变化,孔径,孔容及比表面积有所降低。改性前后MSU-J对CO2的吸附性能发生显著变化,由物理吸附转化为以氨基为活性中心的化学吸附,且吸附温度,氨基的含量对吸附量均有影响。稳定性实验表明,有机胺改性MSU-J材料重复使用6次,对CO2吸附量无明显下降。

纳米限域的十四醇相变材料的相变行为研究

选取十四醇为相变材料、具有不同孔径的硅胶为载体,采用物理浸渍法制得十四醇/硅胶复合相变材料。借助差示扫描量热仪对限域的十四醇的相变行为进行表征。结果表明,限域的十四醇具有良好的热循环稳定性。随硅胶孔径的减小,限域的十四醇与硅胶孔壁的相互作用加强、其相变温度向低温方向移动。研究结果还表明通过纳米限域可对相变材料的相变温度进行调控;可实现将固-液相变材料制成定型相变材料,从而抑制相变材料的流失。

介孔SiO_2吸附CO_2的性能研究

以正硅酸乙酯(TEOS)为硅源,端氨基聚氧化丙烯醚(D2000)为模板剂,在水和乙醇的混合溶液中合成了蠕虫状介孔结构的介孔SiO_2(记为MSU-J)。采用物理浸渍的方法利用四乙烯五胺(TEPA)改性介孔MSU-J。采用红外、N_2吸附/脱附、元素分析表征改性介孔SiO_2。红外测试表明,经过物理浸渍可以将有机胺负载到介孔SiO_2上。N_2吸附/脱附试验表明,经过氨基修饰后,介孔SiO_2的介孔结构没有发生变化,但是介孔的孔容、孔径以及比表面积随着氨基浸渍量的增加而减小。在25℃和45℃,0.1 MPa下的纯CO_2吸附试验表明,氨基改性材料对CO_2吸附效果明显提高。当浸渍量为20%、吸附条件为25℃/0.1 MPa时,吸附量达到最大值138.6mg/g。当氨基含量继续增加时,吸附量反而降低。循环性试验表明,制备的吸附剂具有良好的循环性能,循环使用6次,材料的吸附量下降很少。

纳米限域的十七醇的相变行为研究

采用物理浸渍法将十七醇限域到硅胶的孔道中,制得十七醇/硅胶复合相变材料。借助差示扫描量热仪对限域的十七醇的相变行为进行表征。结果表明:随着硅胶孔径的减小,复合相变材料的相变温度向低温偏移。当硅胶孔径≤20 nm时,限域的十七醇的β相消失,在熔化过程中仅存在RII→L的相转变。同时发现限域的十七醇具有良好的热循环稳定性。研究证实纳米孔道可以影响相变材料的相变行为及调控相变材料的相变温度。

建筑外围护结构用气凝胶保温砂浆材料研发

围护结构是建筑能耗的重要来源之一,提升围护结构保温材料的工作性能,已经成为提升建筑能源效率的重要方式。传统无机保温材料在当前的节能减排发展要求下,逐渐不能满足要求。此次研究提出通过物理浸渍吸附技术制备气凝胶膨胀珍珠岩,并以这种复合无机材料为保温骨料,研发新型的保温砂浆。研究结果显示,AEPM-1的导热系数为0.067 0 W/(m·K),抗压强度为1.45 MPa;AEPM-4的导热系数为0.068 1 W/(m·K),抗压强度为1.76 MPa;此次研究所设计的制备方案中,第1组、第4组、第5组均达到了现行的保温砂浆技术要求。因此,所提出的气凝胶膨胀珍珠岩表现出较好的保温性能,具有较高的实用价值。这不仅为保温材料的骨料创新技术发展提供了思路,而且为复合型无机保温材料的发展提供了依据。