摘要
TPU和PVC是生产生活中使用最广泛的新型高分子材料，两者皆具备优异的性能，如TPU拥有高强度、优良的耐油耐磨性，PVC则具备良好的绝缘性及较长使用寿命；但其也存在着不足之处，例如其阻燃性能差、阻隔性能无法满足食品、药品包装薄膜领域的要求。因此针对于上述说提出的要求，制备不同阻燃剂、阻隔剂添加到两者中，制备出具备阻燃的 TPU、PVC复合膜材及具备阻隔的TPU、PVC复合膜材，并对其性能进一步研究，研究内容如下： 为了改进TPU膜材阻燃性，采用木质素（LF）接枝由五氯化磷与氯化铵制备所得六氯氧环三磷腈（HCCP）得到阻燃剂 LF-H，将 LF-H 作为填料运用于TPU 膜材中，制备出阻燃复合膜材。结果表明：成功合成 HCCP，HCCP 接枝LF成功制备；当 LF-H添加量为 12wt%时，复合膜材综合性能最佳，UL-94等级从 NO Class 提升至 V-0，极限氧指数 LOI 值从 19.6%提升至 28.2%；拉伸强度从 29.53 MPa提升至 35.46 MPa。 为了改进 TPU 膜材阻隔性，采用氢氟酸与用改进 Hummers 在混酸的条件下制备可膨胀氧化石墨烯（EGO）通过水热法控制不同水热温度制备成 FGO，以FGO为填料运用于 TPU膜材中，制备出阻隔复合膜材。结果表明：150℃的FGO效果最佳；当 150℃ FGO添加量为 1.25wt%时，复合膜材综合性能最佳，氧气透过率自 324.304 cm3/(m2·d·Pa)降至 93.613 cm3/(m2·d·Pa)；接触角从 78.12°提升至112.42°；拉伸强度从 29.53 MPa提升至 31.64 MPa。 为了改进 PVC复合膜材阻燃性，采用硅烷偶联剂将从磷酸二氢钠酯化玉米淀粉所得磷酸酯化玉米淀粉（P-CS）与苯甲腈与双氰胺制备所得苯代三聚氰胺（BG）偶联成P-CS@BG，以P-CS@BG为填料运用于PVC复合膜材中，制备出阻燃复合膜材。结果表明：P-CS成功制备，BG成功制备，P-CS与 BG成功偶联；当 P-CS@BG 添加量为 11wt%时，复合膜材阻综合性能最佳，UL-94 等级从 NO Class 提升至 V-0，LOI 值从 20.4%提升至 30.9%，拉伸强度从 14.99 MPa提升至18.67 MPa。 为了改进 PVC复合膜材阻隔性，以柠檬酸为碳源、植酸为磷源及三乙胺为氮源制备NP-CQDs，将壳聚糖（CS）溶解于乙酸溶液中，以十二醇为塑化剂，添加 NP-CQDs制备成 NP-CQDs/CS，以 NP-CQDs/CS为填料添加到 PVC复合膜材中，制备出阻隔复合膜材。结果表明：NP-CQDs 成功制备，NP-CQDs/CS成功制备；当NP-CQDs/CS添加量为2.5wt%时，复合膜材综合性能最佳，氧气透过率从 11.396 cm3/(m2·d·Pa)降至 7.213 cm3/(m2·d·Pa)，接触角从 67.70°升至115.23°，拉升强度从 14.99 MPa升至 16.43 MPa。
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