新型阻燃剂的阻燃效果及其阻燃机理研究

新型阻燃剂的阻燃效果及其阻燃机理研究

一、新型阻燃剂阻燃效果及其阻燃机理的研究(论文文献综述)

姜立聪[1](2021)在《新型生物基阻燃协效剂的开发及在EPDM中阻燃抑烟性能研究》文中研究说明三元乙丙橡胶(EPDM)是一种综合性能优异的橡胶材料,在日常生活和工业生产领域中的应用十分广泛,制备具有防火阻燃性能的功能化橡胶材料具有很高的研究价值,使用传统的阻燃剂存在添加量大,阻燃效率低,对环境产生污染等缺陷,很难兼顾橡胶的力学性能以及其阻燃性能,本文以提高三元乙丙橡胶的阻燃性为目的,成功设计制备了一种低烟无卤型、环境友好型的膨胀阻燃体系,将其引用到EPDM中,通过红外光谱(FT-IR)、极限氧指数测试(LOI)、垂直燃烧测试(UL-94)、锥形量热测试(CCT)、热失重分析(TGA)、扫描电子显微镜(SEM)、拉曼光谱(Raman)等技术对阻燃剂以及阻燃橡胶复合材料的性能及微观结构进行表征。本论文以生物基材浒苔(EN)和石墨烯(GE)为原料,制备了一种新型的阻燃协效剂EGT并对EPDM进行阻燃和补强研究,采用一种植物多酚单宁酸(TA)作为石墨烯的分散剂制备出TGE,单宁酸中的苯环结构与石墨烯的sp2杂化结构存在π-π相互作用,使石墨烯能够在液相中稳定分散,通过超细化的工艺对浒苔进行物理改性,减小其粒径以提高其与橡胶基体的界面作用,EGT作为补强填料和辅助阻燃剂使得NR和EPDM的两种橡胶复合材料的拉伸强度分别提升了11.49%和16.47%,LOI分别提升了16.2%和9.1%,EGT阻燃剂使EPDM的阻燃性能和物理机械性能均有所提高。将EGT分别与磷系阻燃剂聚磷酸铵(APP)和焦磷酸哌嗪(PPAP)复配成新型生物基膨胀阻燃体系AEG和PEG,探究AEG和PEG两种阻燃剂对EPDM的阻燃性能影响,将热稳定性较好且成炭性高的EGT充当膨胀阻燃体系中的“炭源”,当主阻燃剂APP或PPAP与EGT的质量比为40:21.1时,两种阻燃剂可以实现协同作用达到最佳的阻燃配比。两种膨胀阻燃体系使EPDM的PHRR下降了57.7%和55.9%,TSP分别下降30.1%和34.9%,最终燃烧后的残炭量提升了6.6%和19.6%,EGT会在燃烧过程中迁移到材料表面起到促进成炭的作用,在凝聚相形成了具有隔质隔热作用的膨胀炭层从而抑制聚合物基体燃烧,这种新型的膨胀阻燃体系发挥了磷-氮协同阻燃效果,使EPDM具有了更好的阻燃性。海泡石组具有很好的热稳定性和吸附性能,可以应用于橡塑材料的补强增韧和提高阻燃性,通过硅烷偶联剂KH550对海泡石进行表面修饰制备了K-SEP,并将其作为阻燃抑烟剂与AEG和PEG复配成具有抑烟作用的阻燃剂AEGS和PEGS,加入到EPDM中探讨复合材料EPDM/AEGS和EPDM/PEGS的热稳定性、阻燃抑烟性以及力学性能,当海泡石的添加量为3%时AEGS和PEGS阻燃体系可以使EPDM的LOI分别达到33.7%和32%,并且垂直燃烧测试可以达到V-0级别,锥形量热测试数据表明,相对于1phr海泡石组分复合材料的THR分别下降了13.5%和16.6%,SPR分别下降了26.3%和14.3%,通过对燃烧后对炭渣的SEM以及Raman测试数据分析,发现了海泡石抑制烟雾释放的阻燃作用,并且少量的海泡石提高了EPDM的力学性能。

宁浩哲[2](2021)在《聚乙烯醇用两种典型阻燃剂的制备及性能研究》文中进行了进一步梳理聚合物材料因其优异的物理化学性能以及极佳的实用性,从而被人们所广泛关注和使用,存在于日常生活中的各个角落。但是多数聚合物材料都极易燃烧,同时在燃烧的过程中伴有大量的有毒气体以及烟雾生成。这也是聚合物材料的使用蕴藏着极大的安全隐患的原因。聚乙烯醇(PVA)是目前产量最大且使用最广泛的聚合物材料之一,有着优异的物理化学性能,同时是一种可降解的环境友好型聚合物材料,应用广泛。然而PVA的易燃性严重限制了它的应用,因而针对PVA的阻燃改性也引起了人们的关注和更多的研究。传统的卤系阻燃剂有着阻燃效率高、添加量少的优点,但其使用会产生有毒物质危害人体健康,因而阻燃剂的研究向无卤环保的方向发展。传统的无卤阻燃剂或多或少的会对PVA本身的机械性能造成影响,因此急需研制出高效的,无卤环保的PVA用阻燃剂。本研究针对目前PVA用阻燃剂所存在的问题,以制备高效无卤的PVA用阻燃剂为目标展开工作,实验通过对可膨胀石墨(EG)以及MXene的改性,制备出两种PVA用阻燃剂,用不同的表征方法对制备的阻燃剂进行表征,分析其结构。用共混的方法将阻燃剂以不同的比例与PVA混合,制备出阻燃PVA复合材料,并测试其阻燃性能、热稳定性以及其他性能,得出分析结果如下:1、EG是高效的膨胀型阻燃剂,但使用时EG会产生大量飘落物。为了阻止EG阻燃剂在使用过程中―爆米花效应‖的出现,采用水热法在EG表面合成层状双金属氢氧化物(LDH),合成了复合阻燃剂EG@LDH,并作为PVA的阻燃剂制备阻燃PVA复合材料。当复合材料中EG@LDH的占比达到25%时,UL-94测试达到V-0级,极限氧指数达到33.8%,烟密度与普通EG相比降低了75.4%。这归因于LDH具有在燃烧过程中产生的稳定的氧化物以及大量水蒸气,他们不但能吸收热量,还能保护膨胀的石墨炭层不受破坏。EG@LDH可以有效减少EG的―爆米花效应‖的产生,从而提高其阻燃效率。新型EG@LDH阻燃剂以低成本、环保的特点扩大了EG的应用,在PVA阻燃复合材料中具有巨大的应用潜力。2、MXene是一种近几年被发现的新型二维材料,能够有效的应用在聚合物阻燃领域。但是,MXene与聚合物基体的相容性差,使得MXene的阻燃效果差。为此,本研究通过在MXene表面沉积纳米二氧化硅,并用硅烷偶联剂对复合纳米材料进行表面处理,制备出了在聚合物中分散性良好的改性MXene阻燃剂(m-MXene)。结果表明,m-MXene可以显着提高PVA的阻燃性能,成炭能力和拉伸性能。同时m-MXene/PVA复合材料的导电性能也得到一定的提升。m-MXene在PVA中的优异分散性,以及其氧化物的催化成炭作用使得所制备的复合材料拥有上述优异的性能。该研究也为阻燃用MXene基阻燃剂的制备提供了新方法,同时拓展了MXene在阻燃领域的应用。

王念念[3](2021)在《新型Salen基金属络合物型聚磷腈阻燃剂的合成及性能研究》文中认为自上世纪八十年代以来,含卤阻燃剂因其优异的特点在阻燃剂行业发展迅速。然而,随着社会和科技的发展,人们对环境保护越来越重视。考虑到含卤阻燃剂燃烧时产生的有毒气体会对环境产生巨大的威胁,因此无卤阻燃剂的开发已成为阻燃剂研发领域的重点。本论文的主要研究如下:(1)本文首先以邻苯二胺和2,4-二羟基苯甲醛为原料合成了一种含席夫碱结构的中间单体Salen,并将其与六氯环三磷腈通过缩聚法制备了一种新型的Salen-金属络合物型聚磷腈Salen-PZN-M(M=Ni,Zn,Cu)。利用电镜(SEM),红外光谱(FTIR)和x射线光电子能谱(XPS)对Salen-PZN-M的形貌和结构进行了表征;利用热重分析仪(TGA)、极限氧指数测试(LOI)、锥形量热仪(CCT)表征了复合材料的热稳定性和阻燃性能;通过热重红外分析光谱(TG-FTIR)、SEM、拉曼测试(Raman)与FTIR的测试结果对Salen-PZN-M/EP的阻燃机理进行了探究。TGA结果表明当添加质量分数为5%Salen-PZN-M时,不同的配位金属对复合材料有不同的影响。锥形量热试验结果表明,5%Salen-PZN-M的阻燃环氧树脂复合材料的总热释放量(PHRR)、总烟释放量(TSP)与有毒CO气体的释放量相比纯环氧树脂(EP)分别最大降低了20.41%、37%和16.93%。同时探讨了Salen-PZN-M在凝聚相和气相中的阻燃机理。(2)以Salen-PZN-Ni和3-氨基丙基三乙氧基硅烷(APTES)为原料,对含有金属的聚磷腈进行了表面改性,制备了一种新型的掺杂有磷、氮、硅的交联聚磷腈微球Salen-PZN-Ni-A,该微球是将APTES包裹在Salen-PZN-Ni表面制备而成。然后将其添加到EP中制备Salen-PZN-Ni-A/EP复合材料,并对其热稳定性能和阻燃性能进行了测试。从气相和凝聚相进一步分析了其阻燃机理。通过FTIR、SEM、XPS以及EDS对阻燃剂的结构和形貌进行了分析;通过TGA对EP及其复合材料的热性能进行了探究;通过极限氧指数测试和锥量测试对EP及其复合材料的阻燃性能进行了研究。TGA结果表明在EP中加入Salen-PZN-Ni-A可以催化成炭,提高残炭率,降低DTG的峰值。锥量测试结果表明与纯EP相比,5%Salen-PZN-Ni-A的PHRR和PSPR分别降低了28.83%和25.71%。对锥量测试后残炭进行了分析,结果表明Salen-PZN-Ni-A在气相和凝聚态均表现出阻燃机制。(3)以Salen-PZN-Ni、硼酸和APTES为原料,在乙醇水溶液中超声搅拌制备了一种高效的含硼硅新型功能化阻燃剂Salen-PZN-Ni@BA@A。将Salen-PZN-Ni@BA@A加入EP中,制备Salen-PZN-Ni@BA@A/EP复合材料。通过FTIR、XPS、SEM和EDS对阻燃剂结构和形貌进行了表征。采用TGA对Salen-PZN-Ni@BA@A/EP复合材料的热稳定性能进行了研究。采用极限氧指数和锥量燃烧测试对Salen-PZN-Ni@BA@A/EP复合材料的阻燃性能进行了研究。通过SEM、Raman与FTIR的测试结果对Salen-PZN-Ni@BA@A/EP的阻燃机理进行了探究。实验结果表明,在环氧树脂中加入Salen-PZN-Ni@BA@A可以显着提高复合材料的热稳定性及残炭量。此外,与纯EP相比,5%Salen-PZN-Ni@BA@A/EP复合材料的热释放速率和热释放量分别降低了41.96%和38.3%。同时,烟释放量也降低了46.85%,且5%Salen-PZN-Ni@BA@A微球的阻燃性能优于5%Salen-PZN-Ni微球。随着Salen-PZN-Ni@BA@A含量的加入,其热释放量、烟释放量以及CO释放量均显着降低。同时探究了Salen-PZN-Ni@BA@A在环氧树脂中的阻燃机理。

周姗姗[4](2021)在《新型磷氮阻燃剂的合成及其聚乳酸复合材料阻燃性的研究》文中进行了进一步梳理难降解性的传统石油基高分子材料的广泛使用造成的环境污染,让生物降解材料的研发应运而生。聚乳酸(poly(lactic acid),PLA)是一种生物来源广泛,且具有良好的生物降解性、生物相容性的生物材料。但是PLA阻燃性能差,燃烧过程中伴随着严重的熔滴现象,这限制了PLA材料的广泛应用,所以提高PLA材料的阻燃性能具有重要的实际意义。本论文以三氯氧磷(phosphorus oxychloride,POC)和4,4’-二氨基二苯醚(4,4’-diaminodiphenyl ether,ODA)为原料合成了一种含磷氮元素的新型阻燃剂(POCODA),并将其与聚磷酸铵(ammonium polyphosphate,APP)进行复配,研究了阻燃剂对PLA材料热稳定性、阻燃性能以及结晶性能的影响,并探讨了其阻燃机理,其主要研究结果如下:(1)FTIR、XPS以及WAXD分析证明了阻燃剂POCODA成功合成。(2)LOI、UL-94以及TGA测试证明,加入阻燃剂POCODA和APP后,PLA复合材料的LOI值逐渐提高,除PLA/5%APP之外,其他PLA复合材料均达到V-0级别,阻燃剂的加入也促进了复合材料的成炭能力。(3)CONE测试证明,PLA复合材料的PHRR、THR、TSP以及EHC等燃烧性能参数均降低,其中PLA/2%POCODA/10%APP的阻燃性能最好。(4)SEM和EDS测试发现,燃烧后纯PLA残渣的炭层易碎且薄,充满孔洞。PLA复合材料的残渣炭层致密紧凑,炭层中的P元素含量也有所提高,这有效隔绝了热量和氧气,起到了凝聚相阻燃的作用。(5)TG-IR和PY-GC/MS测试证实了POCODA和APP的加入,抑制了PLA复合材料的热解,其阻燃机理主要为凝聚相阻燃。(6)DSC测试发现POCODA和APP的添加可以有效提高PLA复合材料的结晶性能。

李彩霞[5](2020)在《聚离子液体阻燃剂的合成及其阻燃机理研究》文中研究说明聚合物材料因为其自身结构的关系,大多数都容易燃烧,添加阻燃剂是提高其在使用过程中安全性的切实可行的方法。随着人们对聚合物材料阻燃技术研究的深入以及环保意识的提高,对阻燃剂除了要满足阻燃这一基本要求之外,还要具备绿色环保、低烟低毒、低腐蚀等特性。离子液体(ILs)是一类具有催化、不可燃以及结构可设计特性的物质,因此可以用于改善聚合物材料的阻燃性能。聚离子液体(PILs)是在小分子ILs的基础上,通过聚合反应制备得到。PILs在保有ILs不可燃性能的同时,可以提高ILs的热稳定性,并且克服ILs耐水性差以及与聚合物基体相容性不好等缺陷。因此,本文设计制备了三种PIL阻燃剂,分别用于聚乳酸(PLA)和尼龙6(PA6)中,具体研究内容如下所示:(1)以4-乙烯基苄氯(VBCl)、三苯基膦(TPP)、1,2-二乙烯基苯(DVB)和焦磷酸(PPI)为原料,制备了季鏻盐聚离子液体阻燃剂PDVP[PPI];用二苯基磷酰氯(DPPC)和糠胺(FA)发生反应,制备了磷酰胺阻燃剂POFA。将POFA与PDVP[PPI]共同用于改善PLA的燃烧性能。研究表明,加入5 wt%的复配阻燃剂于PLA后,可使其极限氧指数(LOI)提高至27.8 vol%,并且通过垂直燃烧(UL-94)测试V0等级。复配阻燃剂在PLA热降解过程中可以催化PLA在较低的温度下降解生成更多的低分子量齐聚物,从而降低了PLA的熔体粘度,使其以熔滴快速滴落、减少燃烧过程中热量的形式实现阻燃。另外,适量PDVP[PPI]和POFA复配添加时,可以表现出良好的成核作用,显着改善PLA的结晶性能。(2)以1-乙烯基咪唑(VIM)、磷酸三乙酯(TEP)和DVB为原料制备了咪唑型聚离子液体阻燃剂PDVE[DEP],将其用于阻燃PLA。仅添加1 wt%的PDVE[DEP]就能使PLA通过UL-94 V0等级,且LOI值从20.4 vol%提高至25.6vol%。PDVE[DEP]的阻燃机理为:PDVE[DEP]一方面催化PLA在更低的温度下发生降解,另一方面其分解产物对PLA的随机酯交换反应具有良好的促进作用,同时也能抑制PLA发生顺式消除反应,从而提高了固相中低分子量齐聚物的含量,并且降低了气体中可燃化合物的浓度,使PLA复合材料实现自熄。另外,PLA复合材料与纯PLA的透光率相当,说明PDVE[DEP]在PLA基体中分散比较均匀。(3)以聚丙烯酸(PAA)和氨基磺酸胍(GAS)反应,制备得到胍盐聚离子液体阻燃剂PAGAS,将其用于阻燃PA6。测试发现,仅5 wt%的PAGAS就能使PA6通过UL-94 V0等级,且LOI值随着PAGAS含量的增多而上升。PAGAS在PA6的热降解过程中主要起催化降解作用,促使PA6提前降解产生低分子量齐聚物,从而降低熔体粘度,最终以熔滴带走热量的模式实现阻燃。另外,少量的PAGAS可以更好地发挥异相成核的作用,提升PA6/PAGAS复合材料的结晶度。然而,测试发现,PAGAS会降低PA6复合材料的拉伸强度和断裂伸长率,影响材料的力学性能。

罗吉[6](2020)在《植酸金属盐的制备及其协效IFR阻燃PLA的研究》文中认为聚乳酸(PLA)作为一种新型的环保材料,具有良好的生物可降解性和生物相容性等优点,被用于食品包装、生物医药等领域。但是PLA的极限氧指数(LOI)仅为18-21%,易燃的特性限制了其在飞机汽车内饰、电子电器等领域的应用。因此为了保持PLA对环境友好的特性,开发无卤环保阻燃剂用以阻燃改性PLA一直是研究的热点。传统的膨胀型阻燃剂(IFR)无卤无毒,但要达到优异的阻燃效果需要较大的添量,同时IFR与材料相容性较差,大量添加势必会影响材料的其他性能,所以传统IFR的阻燃效率亟待提高。目前IFR发展的一大方向是通过制备协效剂,协效IFR提高整体的阻燃效率,在较低添加量下赋予材料良好的阻燃性能。本文首先以具有催化IFR成炭作用的金属离子与植酸反应制备了多种植酸金属盐,将其作为协效剂与IFR复配,用于阻燃改性PLA。研究表明,当IFR和协效剂的总添量为15 wt%,植酸镍、植酸钡和植酸铝的添加量分别为4 wt%、2 wt%和2 wt%时,可以使PLA在UL-94测试中达到V-0级,LOI分别提升到31.6%、31.0%及30.6%。其次,由于植酸镍协同IFR可以最大幅度降低IFR用量并且还能具有最优秀的阻燃性能,所以详细研究了其阻燃PLA的过程,并揭示了阻燃机理。研究发现,当植酸镍与IFR总添量为15 wt%时,随着植酸镍添量增加,阻燃改性PLA的LOI先增大后减小,4 wt%植酸镍协效11 wt%IFR阻燃PLA(PLA/4Ni/11IFR)的LOI达到最大,为31.0%且达V-0级。同时锥形量热分析显示PLA/4Ni/11IFR的最大热释放速率(PHHR)和总热释放量(THR)分别为138.6kW/m2、51.7MJ/m2,相较于未改性PLA分别下降了 62.4%和10.2%,残炭量从0.1 wt%提升至12.6 wt%,即植酸镍与IFR表现出优异的协同阻燃效果。研究其阻燃机理表明,在燃烧过程中PLA/4Ni/11IFR所含镍、磷元素会在凝聚相中发挥催化IFR交联成炭的作用,由此形成的炭层不仅膨胀程度高且完善致密,可以起到优异的凝聚相阻燃作用。此外热重红外分析表明,植酸镍的存在使得IFR交联成炭更为高效快速,在燃烧过程中释放出大量的不可燃气体和含磷热解产物,从而发挥部分气相阻燃作用。最后,为了进一步提升植酸镍协效IFR的阻燃效率,通过自组装的方式将植酸镍、葡甲胺与聚磷酸铵(APP)相结合,制得三元自组装阻燃体系(PA-Ni@N-APP),用于阻燃PLA。研究表明添加14 wt%PA-Ni@N-APP的PLA,其LOI可达到31.5%且达V-0级;PHHR和THR分别大幅下降50.0%和55.9%,PA-Ni@N-APP表现出优异的阻燃效果。研究其阻燃机理表明,PA-Ni@N-APP所含植酸镍在燃烧过程中可以更高效的促进N-APP交联成炭,一方面形成的炭层膨胀程度更高且更为致密,增强了炭层隔绝热量和气体传递的凝聚相阻燃作用;另一方面N-APP的交联成炭会生成大量的不燃性气体和含磷热解产物,这些气体物质可以进入到气相当中稀释或淬灭燃烧链式反应中的自由基,发挥出优良的气相阻燃作用,所以使得整体的阻燃效果十分优异。

张新原[7](2020)在《铜螯合物协同膨胀阻燃TPU火灾安全设计与机理研究》文中研究表明铜螯合物是一种中心原子为铜的螯合配合物,而铜又作为过渡金属的一员,具有催化成炭,热稳定性高的优点,在阻燃领域应用中炽手可热。与此同时,热塑性聚氨酯弹性体(TPU)被公认为是一种绿色环保、性能优异的新型高分子材料。它具有高强度、高拉力、塑韧性好、耐磨耐油,与其他聚氨酯材料相比具有更好的弹性。但它本身具有易燃性,燃烧时还会释放大量的浓烟,同时有熔融物滴落,容易引起其他易燃物的燃烧。因此提高TPU的火灾安全性是众多领域都需要急迫解决的问题。传统的膨胀型阻燃剂,低烟,无毒,阻燃效率高,但是具有添加量大,原本的机械性能会降低的缺点,而铜螯合物出现在人们视线,因此探寻新型协效膨胀阻燃体系,提高TPU的火灾安全性是本文研究的重点。针对以上问题,本文合成了四种铜螯合配合物,分别为水杨醛铜(CuSA),水杨醛肟铜(CuSAO),富马酸铜(fu-Cu)和咪唑铜(Im-Cu)。铜螯合物与聚磷酸铵(APP)组成协同膨胀阻燃体系,制备了具有防火安全性的阻燃TPU,并研究其阻燃机理。本文通过锥形量热仪(CCT)、极限氧指数(LOI)、烟密度测试(SDT)、微型量热仪(MCC)、光电子能谱(XPS)、热重分析(TGA)和热重-红外联用(TG-IR)等测试手段,研究TPU复合样品的燃烧性能和热稳定性能。燃烧性能测试结果表明,在TPU-APP-CuSA体系中:CCT测试结果表明,TPU-APP样品中的pHRR为161.9 kW/m2,CuSA1样品的下降至128.1 kW/m2,SDT测试结果表明,光通量从55%增加到35%。在TPU-APP-CuSAO体系中:CCT数据表明,CuSAO延长了TPU复合材料的点燃时间,CuSAO2样品的点燃时间延长至290 s。CuSAO1样品与TPU-APP样品相比,pHRR下降了18%,THR下降42.5%,TSR下降了58%,残炭质量显着增加。在TPU-APP-fu-Cu体系中:CCT测试结果表明,与TPU-APP样品相比,fu-Cu2样品的THR下降32.6%,TSR下降55.7%。在TPU-APP-Im-Cu体系中:Im-1样品的燃烧时间最短,Im-2样品的CO和CO2释放量都减少。TPU-APP样品的THR为46 MJ/m2,Im-1样品的THR值为25.6 MJ/m2,Im-1的TSR值为271.6 m2/m2。较TPU-APP样品的TSR值相比下降了64.8%。热稳定性能通过TGA,MCC等测试结果表明,四种铜螯合物都具有良好的热稳定性,具有特定的结构,包括芳环,共轭结构等都发挥了不同的作用,提高了TPU的热稳定性。四个系列样品经过燃烧测试后发现,炭层膨胀度更高,炭层更坚固。并且材料本身释放的中间产物或不可燃气体变少,有效遏制了有害烟雾颗粒的释放,本课题的研究为阻燃TPU提供了新思路。

张宇[8](2020)在《磷氮阻燃剂的合成及其阻燃PLA复合材料的研究》文中研究指明聚乳酸(PLA)是一种环保无毒可生物降解且具有优异加工性的高分子材料,被称为最有前景的“绿色塑料”,在我国被大量使用,但是没改性的PLA属于易燃塑料,严重地限制了PLA在某些领域的广泛使用,因此研究环保型阻燃剂对可再生资源PLA进行阻燃改性就显得尤为重要。本文通过溶液聚合方法合成三种带有磷氮基团的环保型阻燃剂,采用元素分析、傅里叶红外光谱分析及热失重测试对三种磷氮阻燃剂进行表征。将三种磷氮阻燃剂分别应用到PLA树脂中,用垂直燃烧和极限氧指数对制备的三种复合材料进行阻燃性能分析,同时用冲击和拉伸测试对复合材料进行力学性能分析,最后对复合材料进行热失重分析及扫描电镜分析以研究三种阻燃剂的阻燃机理。主要研究工作及结论如下:1.将苯基磷酰二氯加入香兰素中进行溶液反应,然后加入缚酸剂,再加入对苯二胺进行聚合反应并对其产物进行了表征。通过傅里叶红外光谱和元素分析测试,表明成功地合成磷氮阻燃剂PPV。阻燃性能测试结果表明,PPV的加入使PLA复合材料有良好的阻燃效果。当体系中加入15%的PPV时,氧指数测试中LOI值为28.2相对于纯PLA增加了33.6%,垂直燃烧级别达到了UL-94 V-0级。同时,复合材料力学性能略有下降,影响较小。TG表明,复合材料有良好的热稳定性,700°C时的残炭量为10.4%,当体系中加入20%的PPV时,残炭量为12.3%,扫描电子显微镜(SEM)观察到规整、紧密的炭层,进一步证实复合材料具有良好的阻燃性。2.采用溶液聚合技术,分别将对苯二甲醛、间苯二甲胺和间苯二甲醛、对苯二胺加入到聚合体系中,然后引入DOPO进行聚合反应,合成目标产物磷氮阻燃剂PPD和PVD,并对两种阻燃剂进行了表征。通过傅里叶红外光谱分析证实合成了阻燃剂PPD和PVD。元素分析表明了产物PPD和PVD纯度较高。通过差示扫描量热仪(DSC)发现这两种阻燃剂与PLA有很好的相容性。磷氮阻燃剂PPD和PVD对PLA树脂起到了良好的阻燃效果,当添加量为15%时,PLA复合材料达到UL-94 V-0级,极限氧指数LOI值分别增加了34.1%和36.5%。复合材料在达到700°C时的残炭量分别为2.6%和11.2%。通过扫描电子显微镜(SEM)观察到炭渣表面致密,这种致密的结构很好地阻止了热量传递,保护PLA基体内部,起到了很好的阻燃效果,这与TG、DSC测试结果相一致。

史会丽[9](2020)在《铋基阻燃剂的制备及其在软质聚氯乙烯中的性能研究》文中研究表明近年来,二维层状材料由于在聚合物燃烧的过程中能够阻隔热质传输,在阻燃领域受到广泛研究。氯氧化铋(BiOCl)纳米片具有二维层状结构,并且铋与锑同族,具有相似的化学性质,期望氯氧化铋能够取代三氧化二锑(Sb2O3),作为一种新型绿色的阻燃剂用在聚氯乙烯(PVC)中。本论文制备了几种BiOCl纳米片阻燃剂,并研究其在PVC中的阻燃性能和阻燃机制。首先,通过水热法制备了BiOCl纳米片,并用硅烷偶联剂(KH570)对BiOCl纳米片进行改性处理,与市售Sb2O3对比,其阻燃性能优于Sb2O3。其次,为了解决PVC/BiOCl复合材料燃烧后形成的炭层不稳定的问题,引入含磷量高的生物质植酸(PA)和壳聚糖(CS)制备了BiOCl@CS-PA复合阻燃剂,进一步提高其阻燃性能。最后,基于组内先前研究结果,采用掺杂方式在BiOCl纳米片中引入Fe和Sn,利用协同作用提升BiOCl的阻燃性能。主要研究内容如下:1.氯氧化铋纳米片的制备及其在PVC中的性能研究通过水热法制备了BiOCl纳米片,并用硅烷偶联剂(KH570)对氯氧化铋纳米片进行了改性处理。X-射线粉末衍射仪(XRD)结果显示制备的BiOCl具有较高的结晶度;扫描电镜(SEM)显示氯氧化铋的尺寸是从纳米到微米的连续结构,厚度在30-40 nm左右;红外(IR)和热重(TG)结果表明,KH570通过化学键合方式修饰在BiOCl纳米片表面,残炭量由76%提高到84%。拉伸测试及拉伸断面结果显示,KH570的引入能够提高BiOCl纳米片在PVC中的分散性和力学性能。阻燃性能结果显示:3 wt.%的PVC/KH570-BiOCl复合材料的极限氧指数(LOI)值由25.1%(纯PVC)提高到28.7%,达到了难燃等级。锥形量热测试结果表明,修饰后的BiOCl纳米片能够进一步降低峰值热释放速率(PHRR),并且大幅降低总烟产生量(TSP)。与Sb2O3相比,具有较低的PHRR、峰值烟释放(PSPR)、TSP,展现了良好的阻燃性能。通过对PVC/KH570-BiOCl的残炭形貌、结构以及其热解产物分析可知,KH570-BiOCl能够促进PVC脱氯化氢反应,形成更多的石墨化程度高的保护性炭层,并且能够有效地抑制有机挥发物的释放,减少有毒气体的释放。2.壳聚糖和植酸包覆氯氧化铋复合阻燃剂的制备及其在PVC中的性能研究尽管KH570-BiOCl能增强PVC的阻燃性能,但是我们发现复合材料的残炭不稳定,针对此问题,我们采用高含磷的生物质PA和CS作为联接剂、成炭剂包覆改性BiOCl纳米片,利用PA增强残炭的稳定性。XPS、EDS和SEM结果显示:相比于未包覆的BiOCl纳米片,包覆后的BiOCl纳米片出现了P和N元素的特征峰,并且其表面粗糙不平,明显有一层沉积物,说明CS-PA包覆在BiOCl表面,形成了BiOCl@CS-PA复合阻燃剂。当3 wt.%的BiOCl@CS-PA添加到PVC基体中时,在垂直燃烧(UL-94)试验中,PVC/BiOCl@CS-PA复合材料通过了V-0等级。此外,锥形量热测试结果显示,BiOCl@CS-PA与BiOCl纳米片相比,降低了PVC的第一个峰放热速率,而且还能抑制PVC在300~400 s之间的峰值放热速率,表明PVC/BiOCl@CS-PA复合材料的阻燃性能进一步提高。通过对PVC/BiOCl@CS-PA残炭的微观结构和形貌的分析,揭示其阻燃机理。结果表明,PVC/BiOCl@CS-PA复合材料形成了更致密更完整的残炭,且具有较高的石墨化程度。这表明PA和CS的共同作用提高了炭层的质量,有助于提高凝聚相的阻燃性能。拉伸测试结果表明,与PVC/BiOCl相比,PVC/BiOCl@CS-PA复合材料拉伸强度和断裂伸长率均有明显的提升。3.铁、锡金属离子掺杂氯氧化铋纳米片的制备及其在PVC中的性能研究采用水热法分别制备了铁掺杂(Fe-BiOCl)和锡掺杂(Sn-BiOCl)的BiOCl纳米片。XRD、SEM结果显示:制备的Fe-BiOCl和Sn-BiOCl具有BiOCl的特征衍射峰且没有其他化合物衍射峰;其尺寸大小在100-200 nm,厚度在十几纳米左右。热重结果表明,Fe、Sn元素的引入,其初始热分解温度提高,且800℃时,阻燃剂的残炭量能够明显提升。阻燃性能结果显示:与PVC/BiOCl相比,当添加量为3 wt.%的Fe-BiOCl和Sn-BiOCl时,LOI由28.5%分别提升到31.5%和30.1%,并能通过垂直燃烧V-0等级,具有更低的PHRR、THR以及TSP;此外PVC/Fe-BiOCl复合材料具有优于PVC/Sn-BiOCl复合材料的阻燃性能。凝固相结果分析显示:Fe、Sn的引入形成了双固相协效阻燃机制。气相结果分析显示,Fe、Sn元素的引入,不仅能够促进PVC早期脱卤炭化,而且能够明显的降低热解过程中有机烃类和芳香族化合物的释放。拉伸测试结果表明,所制备的阻燃剂的加入,PVC复合材料的拉伸强度均有不同程度的提升,拉伸模量的增加说明了PVC复合材料的刚性增加。与纯PVC相比,Fe-BiOCl的加入提高了PVC复合材料的断裂伸长率。

李明昕[10](2020)在《壳聚糖及其组合物阻燃TPU的火灾安全性能研究》文中指出壳聚糖(Chitosan,CS)是一种绿色天然的高分子化合物,是从虾蟹的壳中提取。每年,会有很多虾蟹壳得不到有效利用,从而对环境造成了一些问题。CS的发现使这一问题得到解决。随着CS的性质被不断的探索,其使用领域十分广泛。热塑性聚氨酯弹性体(Thermoplastic polyurethanes elastomer,TPU)凭借其优异的耐腐蚀性、耐磨性、耐老化性、耐油性、耐水性和弹性,被广泛的应用于各个行业。但是TPU易燃,甚至在燃烧时会发生熔融滴落,因此研究TPU的阻燃成为了一项很重要的课题。传统的阻燃剂由于其存在着阻燃效果低、添加量大和造成环境破坏等缺点,寻求一种绿色、环保和高效的阻燃剂就成为了新型阻燃剂的发展方向。CS本身含有大量的碳,可以充当阻燃剂的炭源;CS含有大量氨基,对TPU阻燃有着积极的作用。本文基于以上问题,分别构建了CS、CS/磷钨酸(PWA)、CS/铜螯合物(CuSA)和CS/酚醛树脂(PF)阻燃TPU体系,并通过锥形量热仪(CCT)、烟密度测试(SDT)、微型量热仪(MCC)、热重(TG)、热重-红外联用(TG-IR)、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)和气相裂解色谱-质谱联用仪(GC-MS)实验对TPU复合材料的阻燃性能和阻燃机理进行研究。TPU/CS体系中,研究表明,CS能够有效地降低TPU的热和烟释放速率。含有2wt%CS的样品TPU/CS2,其热释放速率的峰值(pHRR)和烟释放速率的峰值(pSPR)较纯TPU都有很大幅度的下降,降低了65.9%和44.0%。SEM结果表明,TPU/CS2燃烧结束后炭渣呈现纤维状,推测其原因是CS的氨基与热分解产物发生反应。GC-MS结果表明,TPU/CS2在裂解过程中异氰酸酯生成量明显降低,而含有2.0wt%的甲壳素(CH)样品(TPU/CH2)裂解产生的异氰酸酯量仍然较高。CS与CH差别仅为链上是否含有氨基,从而推测出CS阻燃TPU的机理:TPU热分解产物与CS发生反应,从而降低了热和烟的释放速率。TPU/CSPWA体系中,研究表明,CSPWA组合物能够有效地降低TPU的热和烟释放速率,并且比单独使用CS或者PWA效果更好。TPU/CSPWA1(1.0wt%CSPWA)的pHRR和pSPR较纯TPU降低了75.0%和77.8%,并且pHRR比TPU/CS1(1.0wt%CS)和TPU/PWA1(1.0wt%PWA)分别降低了41.8%和44.7%。SEM结果表明,TPU/CS1燃烧结束后炭渣呈现纤维状,然而TPU/CSPWA1炭层却呈现致密连续的特征。GC-MS结果表明,TPU/CSPWA1在裂解过程中异氰酸酯生成量较TPU/CS1降低的更加明显。因此推断,在TPU燃烧过程中,PWA也与CS发生化学反应,使链相互结合,在高温的作用下生成炭层,从而进一步改善了单独用CS阻燃TPU所生成的炭层,增大阻燃效率。TPU/CSCuSA体系中,TPU的热和烟释放受到CSCuSA组合物的抑制,并且CS的阻燃效果在CuSA的加入有了改善。TPU/CSCuSA0.1(2.9wt%CS/0.1wt%CuSA)的pHRR较纯TPU和仅含CS的TPU(TPU/CS3)分别降低了69.5%和11.5%。分析炭渣照片可以了解到,炭层在添加CuSA后连续性得到提高,并且变得致密。TG结果表明,CSCuSA组合物通过提高材料的热稳定性,来实现降低TPU火灾危险性的目的。TPU/CSCu SA0.1残炭量较纯TPU升高了10.4%。实验还发现,CuSA在一定的比例范围内会强化CS的阻燃效果。其最佳添加量与样品TPU/CSCuSA0.1中CS与CuSA相近。TPU/CSPF体系中,当在TPU中添加2.0wt%的阻燃体系,CS:PF比例接近4:6时,CSPF组合物的阻燃效果最好,并且超过了添加2.0wt%CS的样品(TPU/CS2)。TPU/CS0.8PF1.2(0.8wt%CS/1.2wt%PF)的pHRR较纯TPU降低了60.7%,并且较TPU/CS2(2.0wt%CS)和TPU/PF2(2.0wt%PF)降低了4.5%和42.5%。说明PF的加入,改善了CS的阻燃性能。炭渣照片表明,CSPF组合物使TPU材料的成炭性进一步提高,促进TPU表面生成炭层,从而起到隔热抑烟的作用。

二、新型阻燃剂阻燃效果及其阻燃机理的研究(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、新型阻燃剂阻燃效果及其阻燃机理的研究(论文提纲范文)

(1)新型生物基阻燃协效剂的开发及在EPDM中阻燃抑烟性能研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 聚合物燃烧与阻燃
        1.1.1 聚合物燃烧机理
        1.1.2 聚合物阻燃机理
        1.1.3 聚合物阻燃技术
    1.2 常用阻燃剂
        1.2.1 卤素阻燃剂
        1.2.2 无机阻燃剂
        1.2.3 磷系阻燃剂
        1.2.4 膨胀阻燃体系
    1.3 三元乙丙橡胶
        1.3.1 EPDM的概述
        1.3.2 EPDM的性能
        1.3.3 EPDM的应用
    1.4 石墨烯
        1.4.1 石墨烯的概述
        1.4.2 石墨烯的修饰
        1.4.3 石墨烯的阻燃性
    1.5 浒苔
        1.5.1 浒苔的概述与现状
        1.5.2 浒苔的阻燃性及其应用
    1.6 本课题的研究意义与研究内容
第二章 阻燃协效剂EGT的制备及对橡胶材料力学性能和阻燃性能影响
    2.1 引言
    2.2 实验
        2.2.1 实验原材料
        2.2.2 实验内容
        2.2.3 测试表征与标准
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 浒苔的粒径分布
        2.3.2 浒苔燃烧前后元素分析
        2.3.3 EN和TA的热稳定性
        2.3.4 NR/EGT 和 EPDM/EGT 复合材料的加工性能
        2.3.5 NR/EGT 和 EPDM/EGT 复合材料的燃烧性能
        2.3.6 NR/EGT 和 EPDM/EGT 复合材料的静态力学性能
        2.3.7 EPDM/EGT 复合材料的动态力学性能
        2.3.8 EPDM/EGT 复合材料断面微观结构表征
    2.4 本章小结
第三章 EGT/APP和 EGT/PPAP对 EPDM阻燃性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验
        3.2.1 实验原材料
        3.2.2 实验内容
        3.2.3 测试表征与标准
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 阻燃剂的热稳定性
        3.3.2 EPDM/AEG 和 EPDM/PEG 复合材料的燃烧行为
        3.3.3 EPDM/AEG 和 EPDM/PEG 复合材料的热稳定性
        3.3.4 燃烧后固相成分形貌和元素分析
        3.3.5 EPDM/AEG 和 EPDM/PEG 复合材料的力学性能
    3.4 本章小结
第四章 海泡石膨胀阻燃体系对EPDM的阻燃抑烟机理探究
    4.1 引言
    4.2 实验
        4.2.1 实验原材料
        4.2.2 EPDM/AEGS和 EPDM/PEGS复合材料的制备
        4.2.3 测试表征与标准
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 海泡石和改性海泡石的红外光谱分析
        4.3.2 EPDM/AEGS和 EPDM/PEGS复合材料的燃烧行为
        4.3.3 EPDM/AEGS和 EPDM/PEGS复合材料的热稳定性
        4.3.4 EPDM/AEGS 和 EPDM/PEGS 复合材料燃烧后残渣微观形貌分析
        4.3.5 EPDM/AEGS 和 EPDM/PEGS 复合材料燃烧后残渣拉曼光谱分析
        4.3.6 EPDM/AEGS和 EPDM/PEGS复合材料的力学性能
    4.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文目录

(2)聚乙烯醇用两种典型阻燃剂的制备及性能研究(论文提纲范文)

中文摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 聚合物的燃烧
    1.3 阻燃剂的阻燃机理
        1.3.1 气相阻燃机理
        1.3.2 凝聚相阻燃机理
        1.3.3 膨胀型阻燃机理
    1.4 阻燃剂的种类
        1.4.1 卤系阻燃剂
        1.4.2 氮系阻燃剂
        1.4.3 磷系阻燃剂
        1.4.4 碳系阻燃剂
    1.5 聚乙烯醇用阻燃材料的研究进展及存在问题
    1.6 本论文的选题意义及内容
第二章 实验方法
    2.1 样品的制备
        2.1.1 实验原料
        2.1.2 实验设备
        2.1.3 制备方法
    2.2 样品的测试及表征
        2.2.1 X射线衍射(XRD)
        2.2.2 X射线光电子能谱分析(XPS)
        2.2.3 扫描电子显微镜分析(SEM)
        2.2.4 能量色散X射线光谱仪(EDX)
        2.2.5 透射电子显微镜分析(TEM)
        2.2.6 微型量热仪分析(MCC)
        2.2.7 垂直燃烧测试(UL-94)
        2.2.8 极限氧指数测试(LOI)
        2.2.9 热重分析(TGA)
        2.2.10 拉伸性能测试
        2.2.11 导电性能测试
        2.2.12 烟密度测试
        2.2.13 傅里叶变换红外光谱分析(FTIR)
        2.2.14 拉曼光谱分析(Raman)
第三章 EG@LDH与 PVA复合材料的制备和性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验方法
    3.3 样品表征
    3.4 性能分析
        3.4.1 PVA/EG@LDH阻燃性能研究
        3.4.2 PVA/EG@LDH阻燃机理研究
    3.5 本章小结
第四章 m-MXene与PVA复合材料的制备和性能研究
    4.1 引言
    4.2 实验方法
    4.3 样品表征
    4.4 性能分析
        4.4.1 m-MXene/PVA阻燃性能研究
        4.4.2 m-MXene/PVA其他性能研究
        4.4.3 m-MXene/PVA阻燃机理研究
    4.5 本章小结
第五章 结论和展望
    5.1 总结
    5.2 不足和展望
参考文献
在学期间研究成果
致谢

(3)新型Salen基金属络合物型聚磷腈阻燃剂的合成及性能研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 高分子材料燃烧及阻燃机理
        1.2.1 高分子材料的燃烧
        1.2.2 高分子材料的阻燃机理
        1.2.3 环氧树脂的燃烧与热解
    1.3 阻燃剂的研究进展
        1.3.1 氮系阻燃剂
        1.3.2 磷系阻燃剂
        1.3.3 磷腈系阻燃剂
        1.3.4 硅系阻燃剂
        1.3.5 硼系阻燃剂
        1.3.6 金属阻燃剂
        1.3.7 阻燃剂表面改性
    1.4 Salen化合物的阻燃应用
    1.5 课题研究目的和意义及研究内容
        1.5.1 课题研究目的和意义
        1.5.2 课题研究内容
第2章 Salen-金属络合物型聚磷腈在环氧树脂中的阻燃性能研究
    2.1 前言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验仪器及药品
        2.2.2 实验方法
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 Salen-PZN-M的结构表征
        2.3.2 Salen-PZN-M的热性能
        2.3.3 Salen-PZN-M/EP复合材料的热性能
        2.3.4 Salen-PZN-M/EP复合材料的阻燃性能
        2.3.5 Salen-PZN-M/EP复合材料的阻燃机理分析
    2.4 本章小结
第3章 功能化交联Salen-Ni基聚磷腈(Salen-PZN-Ni-A)微球及其性能研究
    3.1 前言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验主要仪器及药品
        3.2.2 Salen-PZN-Ni-A的制备
        3.2.3 Salen-PZN-Ni-A/EP复合材料的制备
        3.2.4 Salen-PZN-Ni-A/EP复合材料的表征与性能测试
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 Salen-PZN-Ni-A的结构表征
        3.3.2 Salen-PZN-Ni和 Salen-PZN-Ni-A的热性能
        3.3.3 纯EP和 Salen-PZN-Ni-A/EP复合材料的热性能
        3.3.4 纯EP和 Salen-PZN-Ni-A/EP复合材料的阻燃性能
        3.3.5 Salen-PZN-Ni-A/EP复合材料的阻燃机理分析
    3.4 本章小结
第4章 含硼硅交联Salen-Ni基聚磷腈(Salen-PZN-Ni@BA@A)的制备及阻燃性能研究
    4.1 前言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验主要仪器及药品
        4.2.2 Salen-PZN-Ni@BA@A的制备
        4.2.3 Salen-PZN-Ni@BA@A/EP复合材料的制备
        4.2.4 Salen-PZN-Ni@BA@A/EP复合材料的表征与性能测试
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 Salen-PZN-Ni@BA@A的结构表征
        4.3.2 Salen-PZN-Ni@BA@A的热性能
        4.3.3 纯EP和 Salen-PZN-Ni@BA@A/EP的热性能
        4.3.4 Salen-PZN-Ni@BA@A/EP复合材料的阻燃性能
        4.3.5 Salen-PZN-Ni@BA@A/EP复合材料的阻燃机理分析
    4.4 本章小结
第5章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
致谢
附录A 攻读硕士学位期间所发表的学术论文目录

(4)新型磷氮阻燃剂的合成及其聚乳酸复合材料阻燃性的研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 聚乳酸简介
        1.2.1 聚乳酸的来源及结构
        1.2.2 聚乳酸的性质和应用
        1.2.3 聚乳酸的易燃性及阻燃改性方式
    1.3 阻燃剂的简介及应用
        1.3.1 阻燃剂的分类
        1.3.2 阻燃剂的阻燃机理
        1.3.3 阻燃剂在聚乳酸中的应用发展
    1.4 论文的研究意义及内容
        1.4.1 论文的研究意义及目的
        1.4.2 论文的研究内容
        1.4.3 论文的研究思路
第二章 阻燃剂POCODA的合成与表征
    2.1 引言
    2.2 实验原料
    2.3 实验设备与仪器
    2.4 阻燃剂POCODA的合成
    2.5 表征测试方法
        2.5.1 傅里叶变换红外光谱(FTIR)
        2.5.2 X射线光电子能谱(XPS)
        2.5.3 广角X射线衍射(WAXD)
        2.5.4 热重分析(TGA)
    2.6 结果分析与讨论
        2.6.1 FTIR表征结果
        2.6.2 XPS表征结果
        2.6.3 WAXD表征结果
        2.6.4 POCODA的热稳定性分析(TGA)
    2.7 本章小结
第三章 PLA复合材料的制备及阻燃性能分析
    3.1 引言
    3.2 实验原料
    3.3 实验设备与仪器
    3.4 PLA复合材料的制备
    3.5 表征测试方法
        3.5.1 极限氧指数测试(LOI)
        3.5.2 垂直燃烧UL-94 测试
        3.5.3 热重分析(TGA)
        3.5.4 锥形量热测试(CONE)
    3.6 结果分析与讨论
        3.6.1 PLA及其复合材料的LOI和 UL-94 分析
        3.6.2 PLA及其复合材料的热稳定性分析(TGA)
        3.6.3 PLA及其复合材料的锥形量热分析(CONE)
    3.7 本章小结
第四章 PLA复合材料的阻燃机理分析
    4.1 引言
    4.2 实验设备与仪器
    4.3 表征测试方法
        4.3.1 扫描电子显微镜(SEM)
        4.3.2 能谱测试分析(EDS)
        4.3.3 热重-红外联用分析(TG-IR)
        4.3.4 热解气相色谱/质谱(PY-GC/MS)
    4.4 凝聚相阻燃分析
        4.4.1 炭层微观形貌分析(SEM)
        4.4.2 炭层能谱测试分析(EDS)
    4.5 气相阻燃分析
        4.5.1 热重-红外联用测试分析(TG-IR)
        4.5.2 热解气相色谱/质谱(PY-GC/MS)
    4.6 综合阻燃机理
第五章 阻燃剂对PLA复合材料结晶性能的影响
    5.1 引言
    5.2 实验设备与仪器
    5.3 表征测试方法
        5.3.1 差示扫描量热仪(DSC)
    5.4 表征结果分析
        5.4.1 PLA及其阻燃复合材料的非等温结晶分析
        5.4.2 PLA及其阻燃复合材料的等温结晶分析
    5.5 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
在学期间取得的科研成果和科研情况说明
致谢

(5)聚离子液体阻燃剂的合成及其阻燃机理研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 聚合物材料的热降解
        1.2.1 PLA的热降解
        1.2.2 PA6 的热降解
    1.3 阻燃剂简介
        1.3.1 阻燃剂的作用过程
        1.3.2 阻燃剂的种类
    1.4 聚离子液体简介
        1.4.1 离子液体
        1.4.2 ILs的阻燃性能
        1.4.3 聚离子液体的阻燃性能
    1.5 论文课题及主要内容
        1.5.1 课题的提出
        1.5.2 论文的主要内容
第2章 季鏻盐聚离子液体阻燃剂的合成及其对聚乳酸性能的影响
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验原料
        2.2.2 实验仪器
        2.2.3 PDVP[PPI]及POFA的制备
        2.2.4 复合材料的制备
        2.2.5 表征方法
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 PDVP[PPI]及POFA的表征
        2.3.2 PDVP[PPI]及POFA的 TGA
        2.3.3 阻燃性能
        2.3.4 热降解行为
        2.3.5 分子量测试
        2.3.6 阻燃机理分析
        2.3.7 结晶行为
    2.4 本章小结
第3章 咪唑型聚离子液体阻燃剂的合成及其对聚乳酸性能的影响
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验原料
        3.2.2 实验仪器
        3.2.3 PDVE[DEP]的制备
        3.2.4 复合材料的制备
        3.2.5 表征方法
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 VE[DEP]和PDVE[DEP]的表征
        3.3.2 PDVE[DEP]的TGA
        3.3.3 阻燃性能
        3.3.4 热降解行为
        3.3.5 分子量测试
        3.3.6 阻燃机理分析
        3.3.7 透光性能表征
    3.4 本章小结
第4章 胍盐聚离子液体阻燃剂的合成及其对尼龙6 性能的影响
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验原料
        4.2.2 实验仪器
        4.2.3 PAGAS的制备
        4.2.4 复合材料的制备
        4.2.5 复合材料甲酸溶液的配置
        4.2.6 表征方法
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 PAGAS的红外光谱
        4.3.2 PAGAS的 TGA
        4.3.3 阻燃性能
        4.3.4 热降解行为
        4.3.5 分子量测试
        4.3.6 阻燃机理分析
        4.3.7 结晶行为
        4.3.8 力学性能
    4.4 本章小结
第5章 结论与展望
    5.1 全文总结
    5.2 工作展望
参考文献
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果

(6)植酸金属盐的制备及其协效IFR阻燃PLA的研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 聚合物的燃烧机理、阻燃机理及常用阻燃剂
        1.2.1 聚合物燃烧机理
        1.2.2 聚合物阻燃机理
        1.2.3 常用阻燃剂类型
    1.3 膨胀型阻燃剂的性能提升
        1.3.1 协效剂协同IFR提升阻燃性能
        1.3.2 自组装协效
    1.4 本课题的研究内容及意义
        1.4.1 本文主要研究内容
        1.4.2 本论文的创新点
第2章 植酸金属盐的制备及其协效IFR阻燃聚乳酸的研究
    2.1 前言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验原料与试剂
        2.2.2 实验仪器
        2.2.3 络合沉淀法制备植酸金属盐
        2.2.4 样品制备
        2.2.5 性能测试与表征方法
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 植酸金属盐的结构表征
        2.3.2 植酸金属盐对其协效IFR在PLA当中阻燃性能的影响
    2.4 本章小结
第3章 植酸镍协效IFR阻燃体系对聚乳酸性能的影响
    3.1 前言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验原料与试剂
        3.2.2 实验仪器
        3.2.3 样品制备
        3.2.4 性能测试与表征方法
    3.3 阻燃改性聚乳酸的热稳定性及燃烧行为研究
        3.3.1 阻燃改性聚乳酸热稳定性
        3.3.2 阻燃改性聚乳酸燃烧行为
    3.4 阻燃改性聚乳酸阻燃机理
    3.5 阻燃改性聚乳酸的结晶性能
    3.6 本章小结
第4章 基于IFR的生物基自组装阻燃体系的构筑及其机理研究
    4.1 前言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验原料与试剂
        4.2.2 实验仪器
        4.2.3 自组装阻燃体系的制备
        4.2.4 阻燃聚乳酸的制备
        4.2.5 性能测试与表征方法
    4.3 自组装阻燃体系的结构表征
        4.3.1 自组装阻燃体系的元素分析
        4.3.2 自组装阻燃体系的红外光谱分析
        4.3.3 自组装阻燃体系的形貌分析
    4.4 阻燃改性聚乳酸的燃烧行为
    4.5 自组装阻燃体系的阻燃机理
        4.5.1 凝聚相阻燃机理
        4.5.2 气相阻燃机理
    4.6 本章小结
第5章 全文总结
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表论文及参加的科研项目

(7)铜螯合物协同膨胀阻燃TPU火灾安全设计与机理研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 热塑性聚氨酯弹性体(TPU)简介
    1.2 阻燃TPU的研究现状
        1.2.1 磷系阻燃剂
        1.2.2 氮系阻燃剂
        1.2.3 硅系阻燃剂
        1.2.4 膨胀型阻燃剂
        1.2.5 协同阻燃体系
    1.3 铜系化合物在阻燃中的应用
    1.4 研究想法和研究内容
        1.4.1 研究想法
        1.4.2 研究内容
第二章 实验部分
    2.1 实验材料
    2.2 结构表征及性能测试
        2.2.1 锥形量热仪(CCT)
        2.2.2 扫描电子显微镜(SEM)
        2.2.3 微型量热仪(MCC)
        2.2.4 烟密度测试仪(SDT)
        2.2.5 极限氧指数测试(LOI)
        2.2.6 X射线光电子能谱(XPS)
        2.2.7 气相裂解色谱-质谱联用技术(GC-MS)
        2.2.8 热重分析及热重红外联用(TG-IR)
        2.2.9 力学性能测试
第三章 水杨醛铜协同膨胀阻燃TPU的研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 水杨醛铜(CuSA)的制备
        3.2.2 水杨醛铜(CuSA)的表征
        3.2.3 阻燃TPU复合材料的制备
        3.2.4 测量方法
    3.3 TPU-APP-Cu SA复合样品的火灾性能研究
        3.3.1 锥形量热仪测试(CCT)
        3.3.2 炭渣光电子能谱测试(XPS)
        3.3.3 烟密度测试(SDT)
        3.3.4 微型量热仪测试(MCC)
        3.3.5 热重分析及热重红外联用(TG-IR)
    3.4 本章小结
第四章 水杨醛肟铜协同膨胀阻燃TPU的研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 水杨醛肟铜(CuSAO)的制备
        4.2.2 CuSAO的表征
        4.2.3 阻燃TPU复合材料的制备
        4.2.4 测量方法
    4.3 TPU-APP-Cu SAO复合材料的防火性能研究
        4.3.1 锥形量热仪测试(CCT)
        4.3.2 残炭的Mass图及SEM-EDS测试
        4.3.3 炭渣光电子能谱测试(XPS)
        4.3.4 烟密度测试(SDT)
        4.3.5 微型量热仪测试(MCC)
        4.3.6 热重实验及热重红外联用结果(TG-IR)
    4.4 本章小结
第五章 富马酸铜协同膨胀阻燃TPU的研究
    5.1 引言
    5.2 实验部分
        5.2.1 富马酸铜的制备
        5.2.2 富马酸铜的表征
        5.2.3 阻燃TPU复合材料制备
        5.2.4 测试方法
    5.3 TPU-APP-富马酸铜(fu-Cu)火灾性能研究
        5.3.1 锥形量热仪测试(CCT)
        5.3.2 炭渣光电子能谱测试(XPS)
        5.3.3 气相裂解色谱-质谱联用(GC-MS)测试
        5.3.4 热重测试及热重红外联用测试(TG-IR)
    5.4 本章小结
第六章 咪唑铜协同膨胀阻燃TPU的研究
    6.1 引言
    6.2 实验部分
        6.2.1 合成咪唑铜
        6.2.2 咪唑铜的表征
        6.2.3 阻燃TPU复合材料的制备
        6.2.4 测试方法
    6.3 TPU-APP-咪唑铜(Im-Cu)复合材料的防火性能研究
        6.3.1 锥形量热仪测试(CCT)
        6.3.2 炭渣照片及SEM图像
        6.3.3 炭渣光电子能谱测试(XPS)
        6.3.4 热重分析及热重红外联用测试(TG-IR)
    6.4 本章小结
第七章 全文总结与展望
    7.1 全文总结
    7.2 展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文目录

(8)磷氮阻燃剂的合成及其阻燃PLA复合材料的研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 阻燃剂的分类
        1.2.1 卤系阻燃剂及其阻燃机理
        1.2.2 磷系阻燃剂及其阻燃机理
        1.2.3 硅系阻燃剂及其阻燃机理
        1.2.4 金属氢氧化物阻燃及其阻燃机理
        1.2.5 膨胀型阻燃剂及其阻燃机理
    1.3 .环境友好型阻燃剂与绿色生产技术的展望
        1.3.1 环境友好型阻燃剂的发展
        1.3.2 环境友好型型阻燃剂与绿色生产技术和工艺
    1.4 聚乳酸的来源与应用展望
        1.4.1 聚乳酸的来源
        1.4.2 聚乳酸在包装领域的应用
        1.4.3 聚乳酸的前景展望
    1.5 阻燃聚乳酸的研究现状
        1.5.1 阻燃聚乳酸的研究进展
        1.5.2 聚乳酸的阻燃方法
    1.6 本课题的研究意义及内容
第2章 磷氮阻燃剂PPV的合成及应用研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验原料
        2.2.2 实验仪器
        2.2.3 实验表征设备
        2.2.4 阻燃剂PPV的合成
        2.2.5 阻燃PLA/PPV复合材料的制备
        2.2.6 阻燃PLA复合材料的测试与表征
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 元素分析表征
        2.3.2 傅里叶红外光谱分析(FTIR)
        2.3.3 热失重分析(TGA)
        2.3.4 阻燃PLA/PPV复合材料阻燃性能和力学性能
        2.3.5 阻燃PLA/PPV复合材料扫描电镜分析(SEM)
        2.3.6 阻燃PLA/PPV复合材料的DSC分析
        2.3.7 阻燃PLA/PPV复合材料的热失重分析
    2.4 本章小结
第3章 磷氮阻燃剂PPD和 PVD的合成及其PLA复合材料性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验原料
        3.2.2 实验仪器
        3.2.3 实验表征设备
        3.2.4 阻燃剂PPD和 PVD的合成
        3.2.5 阻燃PLA复合材料的制备
        3.2.6 阻燃PLA复合材料的测试与表征
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 元素分析表征
        3.3.2 傅里叶红外光谱分析(FTIR)
        3.3.3 热失重分析(TGA)
        3.3.4 阻燃PLA复合材料的阻燃性能和力学性能
        3.3.5 阻燃PLA复合材料扫描电镜分析(SEM)
        3.3.6 阻燃PLA复合材料的DSC分析
        3.3.7 阻燃PLA复合材料的热失重分析
    3.4 本章小结
第4章 结论
致谢
参考文献
作者简介
攻读硕士学位期间研究成果

(9)铋基阻燃剂的制备及其在软质聚氯乙烯中的性能研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRUCT
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 阻燃改性技术
    1.3 常用阻燃剂及其阻燃机理
        1.3.1 卤系阻燃剂
        1.3.2 无卤阻燃剂
    1.4 纳米阻燃添加剂
        1.4.1 二维层状化合物的研究进展
    1.5 氯氧化铋的研究进展
        1.5.1 氯氧化铋的结构与性能
        1.5.2 氯氧化铋作为阻燃剂的潜在优势
    1.6 本论文主要研究内容
第二章 氯氧化铋纳米片的制备及其在PVC中的性能研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验原料与实验设备
        2.2.2 BiOCl和 KH570-BiOCl阻燃剂的制备
        2.2.3 PVC复合材料的制备
        2.2.4 测试方法
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 BiOCl纳米片的表征
        2.3.2 PVC及其复合材料结构和形貌的表征
        2.3.3 PVC和 PVC复合材料的热稳定性分析
        2.3.4 PVC和 PVC复合材料的阻燃性能评价
        2.3.5 阻燃和抑烟机理探讨
        2.3.6 PVC及其复合材料的力学性能评价
    2.4 本章小结
第三章 壳聚糖和植酸包覆氯氧化铋复合阻燃剂的制备及其在PVC中的性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验原料与试验设备
        3.2.2 BiOCl@CS-PA复合材料的制备
        3.2.3 样品检测及复合材料性能表征方法
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 BiOCl@CS-PA的表征
        3.3.2 阻燃剂的热稳定性
        3.3.3 PVC复合材料的热稳定性
        3.3.4 PVC复合材料的阻燃性能
        3.3.5 阻燃和抑烟机理探究
        3.3.6 机械性能分析
    3.4 本章小结
第四章 铁、锡金属离子掺杂氯氧化铋纳米片的制备及其在PVC中的性能研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验原料与设备
        4.2.2 金属离子掺杂氯氧化铋阻燃剂的制备
        4.2.3 PVC复合材料的制备
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 掺杂BiOCl的表征
        4.3.2 阻燃剂热稳定性
        4.3.3 PVC复合材料热稳定性分析
        4.3.4 PVC复合材料阻燃性能评价
        4.3.5 阻燃和抑烟机理探讨
        4.3.6 机械性能分析
    4.4 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 创新性
    5.3 展望
参考文献
攻读学位期间发表的学术论文
致谢

(10)壳聚糖及其组合物阻燃TPU的火灾安全性能研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 壳聚糖
        1.1.1 壳聚糖简介
        1.1.2 壳聚糖的应用
        1.1.2.1 食品领域的应用
        1.1.2.2 医疗领域的应用
        1.1.2.3 环保领域的应用
        1.1.2.4 在阻燃领域的应用
    1.2 磷钨酸、金属螯合物和热塑性酚醛树脂在高分子中的应用
        1.2.1 磷钨酸
        1.2.2 金属螯合物
        1.2.3 热塑性酚醛树脂
    1.3 热塑性聚氨酯弹性体(TPU)
    1.4 阻燃TPU
        1.4.1 卤系阻燃体系
        1.4.2 磷系阻燃体系
        1.4.3 氮系阻燃体系
        1.4.4 无机阻燃体系
        1.4.5 膨胀阻燃体系
        1.4.6 协效阻燃体系
        1.4.7 纳米阻燃体系
    1.5 研究思路与内容
        1.5.1 研究思路
        1.5.2 研究内容
第二章 实验部分
    2.1 实验材料
    2.2 样品制备
    2.3 性能测试
        2.3.1 极限氧指数仪(LOI)
        2.3.2 锥形量热仪(CCT)
        2.3.3 烟密度测试仪(SDT)
        2.3.4 微型量热仪(MCC)
        2.3.5 热重-红外联用(TG-IR)
        2.3.6 扫描电子显微镜(SEM)
        2.3.7 X射线能谱分析仪(EDS)
        2.3.8 气相裂解色谱-质谱联用仪(GC-MS)
        2.3.9 力学性能测试
第三章 壳聚糖阻燃TPU的火灾安全性能研究
    3.1 引言
    3.2 壳聚糖和甲壳素对TPU阻燃性能测试
        3.2.1 锥形量热仪测试(CCT)
        3.2.1.1 热释放速率(HRR)
        3.2.1.2 总热释放(THR)
        3.2.1.3 烟释放速率(SPR)
        3.2.1.4 总烟生成量(TSR)
        3.2.1.5 质量损失(Mass)
        3.2.1.6 烟气中CO含量
        3.2.1.7 烟气中CO2含量
        3.2.1.8 点燃时间(IT)
        3.2.2 样品炭渣的形貌及扫描电镜测试(SEM)
        3.2.3 微型量热仪(MCC)
        3.2.4 热重-红外联用(TG-IR)
        3.2.5 气相裂解色谱-质谱联用(GC-MS)
        3.2.6 壳聚糖阻燃机理
        3.2.7 材料力学性能测试
    3.3 本章小结
第四章 壳聚糖磷钨酸组合物阻燃TPU的火灾安全性能研究
    4.1 引言
    4.2 壳聚糖磷钨酸组合物的制备
    4.3 壳聚糖磷钨酸粉末热稳定性
    4.4 壳聚糖磷钨酸组合物对TPU阻燃性能测试
        4.4.1 锥形量热仪测试(CCT)
        4.4.1.1 热释放速率(HRR)
        4.4.1.2 总热释放(THR)
        4.4.1.3 烟释放速率(SPR)
        4.4.1.4 总烟生成量(TSR)
        4.4.1.5 烟因子(SF)
        4.4.1.6 质量损失(Mass)
        4.4.2 样品炭渣的形貌及扫描电镜与能谱分析(SEM-EDS)
        4.4.3 微型量热仪(MCC)
        4.4.4 烟密度测试(SDT)
        4.4.5 极限氧指数(LOI)
        4.4.6 热重-红外联用(TG-IR)
        4.4.7 气相裂解色谱质谱联用(GC-MS)
        4.4.8 CSPWA组合物阻燃机理
        4.4.9 材料力学性能测试
    4.5 本章小结
第五章 壳聚糖铜螯合物阻燃TPU的火灾安全性能研究
    5.1 引言
    5.2 铜螯合物(CuSA)的制备与表征
        5.2.1 CuSA的制备
        5.2.2 红外光谱(IR)
        5.2.3 SEM-EDS分析
        5.2.4 Cu SA及 CSCu SA组合物热重
    5.3 壳聚糖铜螯合物组合物对TPU阻燃性能测试
        5.3.1 锥形量热仪测试(CCT)
        5.3.1.1 热释放速率(HRR)
        5.3.1.2 总热释放(THR)
        5.3.1.3 烟释放速率(SPR)
        5.3.1.4 总烟生成量(TSR)
        5.3.1.5 烟因子(SF)
        5.3.1.6 质量损失(Mass)
        5.3.2 样品炭渣的形貌及扫描电镜测试(SEM)
        5.3.3 微型量热仪(MCC)
        5.3.4 烟密度测试(SDT)
        5.3.5 热重-红外联用(TG-IR)
        5.3.6 材料力学性能测试
    5.4 本章小结
第六章 壳聚糖酚醛树脂阻燃TPU的火灾安全性能研究
    6.1 引言
    6.2 壳聚糖酚醛树脂粉末热重(TG)
    6.3 壳聚糖酚醛树脂组合物对TPU阻燃性能测试
        6.3.1 锥形量热仪测试(CCT)
        6.3.1.1 热释放速率(HRR)
        6.3.1.2 总热释放(THR)
        6.3.1.3 烟释放速率(SPR)
        6.3.1.4 总烟生成量(TSR)
        6.3.1.5 质量损失(Mass)
        6.3.2 样品炭渣的形貌及扫描电镜测试(SEM)
        6.3.3 微型量热仪(MCC)
        6.3.4 烟密度测试(SDT)
        6.3.5 热重-红外联用(TG-IR)
        6.3.6 材料力学性能测试
    6.4 本章小结
第七章 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文

四、新型阻燃剂阻燃效果及其阻燃机理的研究(论文参考文献)

  • [1]新型生物基阻燃协效剂的开发及在EPDM中阻燃抑烟性能研究[D]. 姜立聪. 青岛科技大学, 2021(02)
  • [2]聚乙烯醇用两种典型阻燃剂的制备及性能研究[D]. 宁浩哲. 兰州大学, 2021(09)
  • [3]新型Salen基金属络合物型聚磷腈阻燃剂的合成及性能研究[D]. 王念念. 兰州理工大学, 2021(01)
  • [4]新型磷氮阻燃剂的合成及其聚乳酸复合材料阻燃性的研究[D]. 周姗姗. 天津理工大学, 2021(08)
  • [5]聚离子液体阻燃剂的合成及其阻燃机理研究[D]. 李彩霞. 中国科学院大学(中国科学院宁波材料技术与工程研究所), 2020(01)
  • [6]植酸金属盐的制备及其协效IFR阻燃PLA的研究[D]. 罗吉. 华东理工大学, 2020(01)
  • [7]铜螯合物协同膨胀阻燃TPU火灾安全设计与机理研究[D]. 张新原. 青岛科技大学, 2020(01)
  • [8]磷氮阻燃剂的合成及其阻燃PLA复合材料的研究[D]. 张宇. 长春工业大学, 2020(01)
  • [9]铋基阻燃剂的制备及其在软质聚氯乙烯中的性能研究[D]. 史会丽. 河南大学, 2020(02)
  • [10]壳聚糖及其组合物阻燃TPU的火灾安全性能研究[D]. 李明昕. 青岛科技大学, 2020(01)

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新型阻燃剂的阻燃效果及其阻燃机理研究
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