层层自组装备剑麻纤维素微晶复合材料及其阻燃性能研究.pdfVIP

Studies on preparation and flame retardant properties of sisal fiber cellulose microcrystal composites via layer-by-layer assembly Major Polymer Chemistry and Physics Direction of Study Polymer synthesis and modification Graduate Student Zeng Sihua Supervisor Prof. Wei Chun College of Materials Science and Engineering September, 20 12 to April, 20 14 万方数据 III 万方数据 摘 要 纤维素是自然界中最丰富的可再生资源，在当今面临着石油资源逐渐枯竭、特别强 调环境友好、绿色材料和可持续发展的背景下，研究和开发以天然纤维素为原料的新产 品成为近年来研究者的热门课题。然而天然纤维易热降解、易燃烧的特性，限制了其在 很多领域的应用。对纤维素纤维进行耐阻燃处理，提高其在高性能复合材料中的应用非 常必要。本课题从利用广西特色资源剑麻纤维 （SF ）出发，在前期已成功提取剑麻纤维 素微晶（SFCM ）的基础上，采用层层自组装法，对SFCM进行表面修饰，其目的是为 了提高SFCM的耐阻燃性能，为天然纤维的应用打下基础。 1、在SFCM 表面交替吸附壳聚糖(CH) 、聚对苯乙烯磺酸钠(PSS) ，构筑CH/PSS 阻燃涂层。Zeta 电位、FESEM 结果表明，CH/PSS 涂层已经成功包覆在SFCM 表面；随 CH/PSS 302 237 着吸附 层数增加，复合材料的初始分解温度由 ℃降低至 ℃，残炭率由 4.76%提高至27.34% 。微观形貌观察发现，SFCM(CH/PSS)5 的残炭物表面并未出现螺旋 状收缩，纤维素形貌基本保存。垂直燃烧测试(VFT)和微燃烧量热测试(MCC)结果表明， SFCM SFCM(CH/PSS) 1 35.3% 与 相比， 5 点燃时间延长了 倍，残炭率提高到 ，最大热释 放峰值(pkHRR)和总热释放量(THR)分别减少87%和51.6%，说明CH/PSS 涂层明显提高 了SFCM 的阻燃性能。 2 、在SFCM表面交替吸附壳聚糖(CH)和蒙脱土(MMT) 。结果表明，SFCM表面电位 出现了正负交替变化，SFCM(CH/MMT) 、SFCM(CH/MMT) 复合材料的XRD谱图出现 5 10 了MMT 的特征衍射峰，从SFCM(CH/MMT)10扫描电镜图上观察到纤维素骨架表面被薄 Si SFCM SFCM(CH/MMT) 片层的物质包覆着，元素分析谱图出现 元素峰。与 相比， 5 的初 始热分解温度提高了4 ℃，SFCM(CH/MMT)10的残炭率提高了19.67%，MM