磺酸離子液體雜化硅基材料的制備及其在膨脹阻燃聚乳酸體系中的應(yīng)用.pdf

1、本文首先設(shè)計(jì)合成了一種新型酸性長(zhǎng)鏈離子液體1?甲基?3?(3′?磺酸丙基)咪唑鎓十二烷基磺酸鹽(簡(jiǎn)稱[PMIM(SO3H)][C12SO3]),分別采用FT?IR、1H NMR和13C NMR對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征和確認(rèn)。以四乙氧基硅烷(TEOS)為硅源,酸性長(zhǎng)鏈離子液體[PMIM(SO3H)][C12SO3]為模板劑和酸源,采用Sol?Gel法制備出介孔二氧化硅,采用TGA、FT?IR、SAXRD、TEM、N2吸附?脫附對(duì)產(chǎn)物結(jié)構(gòu)形貌進(jìn)行

2、了表征。證實(shí)制備的介孔二氧化硅材料為典型的MCM?41材料。然后分別利用Sol?Gel法和表面接枝法制備磺酸離子液體雜化硅基材料IL?mSiO2和SiO2?ILs,并通過(guò)紅外光譜(FT?IR),掃描電鏡(SEM)等手段對(duì)其結(jié)構(gòu)和外貌進(jìn)行了基本表征和確認(rèn),熱重分析(TGA)發(fā)現(xiàn)這兩種磺酸離子液體雜化硅基材料熱穩(wěn)定性好,800 oC時(shí)殘留量都高達(dá)60 wt％以上。然后分別將IL?mSiO2和SiO2?ILs按一定的質(zhì)量比利用濕法同 APP/

3、CMS復(fù)配制得兩種新型膨脹阻燃劑 IFR1(APP/CMS/IL?mSiO2)和IFR2(APP/CMS/SiO2?ILs),并將其應(yīng)用于PLA的阻燃研究;重點(diǎn)考察了該類新型 IFR對(duì)PLA阻燃性能、熱穩(wěn)定性能和成碳性能。
　　氧指數(shù)(LOI)、垂直燃燒(UL?94)測(cè)試的結(jié)果表明,相較于單一阻燃劑APP/CMS,IFR復(fù)合型阻燃劑能夠顯著提升 PLA的LOI值和UL-94等級(jí),賦予 PLA更好的阻燃性能;熱重分析(TGA)和微型

4、量熱分析(MCC)的結(jié)果則表明, IL?mSiO2和SiO2?ILs與APP/CMS在應(yīng)用于PLA阻燃時(shí)均具有明顯的協(xié)效作用,這種協(xié)效作用不僅可以顯著提高 PLA的熱穩(wěn)定性能,還能夠促進(jìn)殘?zhí)康男纬?進(jìn)一步地通過(guò)掃描電子顯微鏡(SEM)觀察 LOI測(cè)試后碳渣的內(nèi)、外表面發(fā)現(xiàn),適量的IL?mSiO2和SiO2?ILs有助于PLA/IFR體系形成致密、連續(xù)且膨脹的炭層,提高碳層的質(zhì)量和強(qiáng)度,從而對(duì)熱量和物質(zhì)在氣相與凝聚相之間的傳遞起到了很好地