欢迎来到天天文库
浏览记录
ID:28362136
大小:8.16 MB
页数:288页
时间:2018-12-09
《胶体五氧化二锑的制备 性质及对环氧树脂阻燃作用的分析》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、中南大学博士学位论文中文摘要中文摘要锑是一种十分宝贵的有色金属,对锑产品的研究和开发具有重要的意义。在美国、日本等经济发达国家,锑应用的最大领域是阻燃剂,约占锑总消费量的60%~70%,其中胶体sb205性能最好。而我国作为世界锑资源大国,对锑系阻燃剂的研究还很落后,锑消费结构仍以初级锑产品为主,阻燃剂用锑量仅占5%左右,目前尚未见胶体Sb20,阻燃环氧树脂方面的研究报道。本论文采用双氧水氧化法制备胶体Sb205,着重研究了胶体Sb205的形成、性质及其对环氧树脂的阻燃增效作用。这对促进我国锑工业和
2、阻燃剂工业的发展,意义重大。在氧化法制备胶体Sb205过程中,稳定剂种类及用量、双氧水用量及加入方式、反应温度、加料固液比是影响胶体形成的主要因素。H3P04、biH4H2P04、TEA和THAM都是胶体Sb205的优良稳定剂。当n(H3P04)/n(sb)=o.15~o.30或n(TEA)/n(Sb)=0.25~o.35时,得到45%的胶体Sb205,粒子形貌为球形,平均粒径为30~40nm,25℃黏度为6~7cp,稳定存在1年以上。以H3P04作为稳定剂时,加料固液比和反应温度对胶体形成的影响较
3、大;以TEA作为稳定剂时,减弱了反应温度的影响,TEA用量的影响最大。稳定的Sb20s胶粒表面带负电,I‘I高达60mV,在190~300nm表现出较强的紫外光宽带吸收。当稳定剂用量较少时,氧化产物为立方晶Sb205e4H20,在500℃以下热稳定性较好。本论文首次采用电导率法,结合XRD、IR等分析,探讨了稳定剂在sb205水溶胶中的稳定机理。结果表明,以H3P04作为稳定剂时,通过静电稳定机制,形成了稳定胶团[mSb20,nA“yOH一‘ill20‘jH+]‘(nx+y-j)H+,A+表示尸o:
4、一、H,尸oj、冠Po:。以TEA作为稳定剂时,TEA参与了胶核s的形成反应,当n(TEA)/n(Sb)=0.25时,形成了稳定胶团[s·nOH一·xH20·mTEAH+】·(玎.m)TEAH+。本论文还通过“反常电导”曲线和摩尔电导率的比值九/凡。反映了有机溶剂对sb:Os水溶胶稳定性的影响。有机溶剂介电常数越小,失稳作用越强,如乙二醇5、,必须对其进行表面改性。本论文通过接触角、活化指数和IR分析,发现,Sb205水溶胶在80℃经硅烷偶联剂KH处理后,提高了其在DMF中的分散性,或在正丙胺和乳酸的共同作用下,可形成40%的Sb205.DMF有机溶胶,平均粒径为(94±14)nm,25℃黏度为8.2cp,其中KH、正丙胺和乳酸的用量分别占Sb205质量的4%、2.5%和2.0%。中南大学博士学位论文中文摘要本论文迸一步采用氧指数法研究了改性后sb20s对二甲基苄胺/双氰双胺/E-44体系固化物的阻燃增效作用。结果表明,固化组分配比、固6、化温度、固化时间、固化方式是影响树脂固化物性能的主要因素。添加锑氧化物时,固化效果按下列顺序变差:40%sb205.DMF胶体>4%KH-Sb205干粉>粗Sb205干粉>Sb203粉末>Sb205.(DMF+q3酰胺)>45%TEA-Sb205水溶胶。其中,4%KH.Sb205干粉和40%Sb205-DMF胶体对环氧树脂起到了很好的阻燃作用,使LOI值从19.5提高到30以上。与单独使用相比,40%sb205一DMF胶体与FR-10还具有阻燃协效作用,按n(Br)/n(Sb)=4.5:1复配,达到7、LOI>30的阻燃效果时,二者的添加量分别低至3%和8%,减轻了因溴系阻燃剂带来的危害。本论文还对胶体sbz05制备过程中的反应机理进行了探讨。首先,H20:由溶液内部向Sb:0,固体表面扩散和吸附,Sb:O,在酸性条件下发生前置反应,即Sb203(s)+2H+一2Sb0++H20;接着,在固体表面发生有电子转移的H202氧化反应,即2SbO++2H202mSb205(s)+2FF+H20;然后,Sb205(s)以分散的单分子或离子形式通过扩散重新进入溶液,即Sb205(s)--Sb205(aq):8、当Sb205(aq)的浓度大于其溶解度时,从溶液中析出,形成晶核;最后,在稳定剂作用下,形成胶体Sb205。当反应温度高于70"(2以后,消弱了胶体形成过程对总反应速率的影响,而H202与Sb203之间的氧化反应符合收缩未反应芯界面化学反应控制模型,表观活化能Ea=72.91dmoFl。关键词:胶体Sb:0s,稳定剂,表面改性,环氧树脂固化,阻燃作用Ⅱ中南大学博士学位论文ABSTRACTABSTRACTAntimonyISavaluablenonferrousmeta
5、,必须对其进行表面改性。本论文通过接触角、活化指数和IR分析,发现,Sb205水溶胶在80℃经硅烷偶联剂KH处理后,提高了其在DMF中的分散性,或在正丙胺和乳酸的共同作用下,可形成40%的Sb205.DMF有机溶胶,平均粒径为(94±14)nm,25℃黏度为8.2cp,其中KH、正丙胺和乳酸的用量分别占Sb205质量的4%、2.5%和2.0%。中南大学博士学位论文中文摘要本论文迸一步采用氧指数法研究了改性后sb20s对二甲基苄胺/双氰双胺/E-44体系固化物的阻燃增效作用。结果表明,固化组分配比、固
6、化温度、固化时间、固化方式是影响树脂固化物性能的主要因素。添加锑氧化物时,固化效果按下列顺序变差:40%sb205.DMF胶体>4%KH-Sb205干粉>粗Sb205干粉>Sb203粉末>Sb205.(DMF+q3酰胺)>45%TEA-Sb205水溶胶。其中,4%KH.Sb205干粉和40%Sb205-DMF胶体对环氧树脂起到了很好的阻燃作用,使LOI值从19.5提高到30以上。与单独使用相比,40%sb205一DMF胶体与FR-10还具有阻燃协效作用,按n(Br)/n(Sb)=4.5:1复配,达到
7、LOI>30的阻燃效果时,二者的添加量分别低至3%和8%,减轻了因溴系阻燃剂带来的危害。本论文还对胶体sbz05制备过程中的反应机理进行了探讨。首先,H20:由溶液内部向Sb:0,固体表面扩散和吸附,Sb:O,在酸性条件下发生前置反应,即Sb203(s)+2H+一2Sb0++H20;接着,在固体表面发生有电子转移的H202氧化反应,即2SbO++2H202mSb205(s)+2FF+H20;然后,Sb205(s)以分散的单分子或离子形式通过扩散重新进入溶液,即Sb205(s)--Sb205(aq):
8、当Sb205(aq)的浓度大于其溶解度时,从溶液中析出,形成晶核;最后,在稳定剂作用下,形成胶体Sb205。当反应温度高于70"(2以后,消弱了胶体形成过程对总反应速率的影响,而H202与Sb203之间的氧化反应符合收缩未反应芯界面化学反应控制模型,表观活化能Ea=72.91dmoFl。关键词:胶体Sb:0s,稳定剂,表面改性,环氧树脂固化,阻燃作用Ⅱ中南大学博士学位论文ABSTRACTABSTRACTAntimonyISavaluablenonferrousmeta
此文档下载收益归作者所有