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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:賴建呈
研究生(外文):LAI CHIEN CHENG
論文名稱:磷化合物之種類與濃度對水性PU樹脂耐燃性之研究
論文名稱(外文):A study of the synthesis of phosphorous compounds containing PU
指導教授:郭陽明
指導教授(外文):YANG MING KWO
學位類別:碩士
校院名稱:中國文化大學
系所名稱:應用化學研究所
學門:自然科學學門
學類:化學學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2007
畢業學年度:95
語文別:中文
論文頁數:74
中文關鍵詞:聚醚甲苯二異氰酸鹽二甲醇丙基酸
外文關鍵詞:dimethylol propionic aciddimethyl dichlorosilanepoly tetramethylene glycol
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甲苯二異氰酸鹽、聚醚(PTMEG2000)、二甲醇丙基酸、二甲基二乙氧基矽烷、含燐防燃原料及其他添加劑而反應成防燃水性PU樹脂已由FT—IR譜證實。
實驗數據指出,防燃水性色素PU樹脂溶液之平均粒徑和黏度會隨著二甲基二乙氧基矽烷(DMDES)濃度及防燃原料的濃度的增加而上昇,這是因為水性PU分子之間與水分子間氫鍵的形成會隨防燃原料濃度之增高而增加,結果造成分子的自由體積變大所導致。值得注意的是防燃水性PU樹脂皮膜的拉應力會隨著防燃原料濃度增高而變大,此外皮膜的伸長率與拉應力亦會隨二甲基二乙氧基矽烷濃度增高而變少,這是因為二甲基二乙氧基矽烷的加入會降低PU分子與分子間的作用,因而使PU分子的拉應力變弱。
由實驗數據得知,防燃水性PU樹脂的極限含氧指數(LOI)值會隨防燃原料濃度的增高而增大。
The reaction of toluene diisocyanate with , poly tetramethylene glycol , dimethylol propionic acid , dimethyl dichlorosilane , flame retardant (content phosphorus) and other additives to form anionic flame retardant polyurethane ionomer has been proven by FT-IR Spectra.
The experimental results indicate that the average particle sizes of flame retardant polyurethane resin are seen to increase with increasing the concentration of flame retardant and DMDES respectively . This is because the formation of the bydrogen bond of water-soluble PU molecular with water molecular is increased with increasing the concentration of the flame retardant . The formation of the hydrogen bonding makes the free volume of polyurethane ionomer molecule become large . Thus , the average particle size decreases . It is worth to note that the tensile strength for the dried film of flame retardant polyurethane appears to strentthen with increasing the concentration of flame retardant respective . However , both the tensile strength and elongation for the dried of flame retardant dye-based polyurethane decrease with increasing the concentration of DMDES .
The experimental results indicate that the Limit Oxygen Index value (LOI) are seen to increase with increasing the concentration of flame retardant .
謝誌………………………………………………………………………… …………… I
中文摘要…………………………………………………………………… ………… II
英文摘要………………………………………………………………………………III
第 一 章 前 言………………………………………………………… …………… 1
第二章 理論部份…………………………………………………………… 2
2-1水性聚胺基甲酸乙酯…………………………………………….2
2-1.1水性聚胺基甲酸乙酯之簡介及其優點……………….……..2
2-1.2 水性聚胺基甲酸乙酯的特徵……………………………….2
2-2 PU的結構………………………………………………………...4
2-2.1 水性PU的分類…………………………………………………..5
2-2.2 親水基的導入……………………………………………………5
2-2.2.1 陰離子型(anionic)…………………………………………5
2-2.2.2 陽離子型(cationicn)………………………………………6
2-2.2.3 非離子型(noionic)………………………………………...7
2-2.2.4 陰陽離子共存型(Zwiteerionomer)……………………….8
2-2.3 PU離子體(PU ionomers)……………………………………..8
2-3 原 料………………………………………………………………..8
2-3.1 異氰酸酯(Isocyanate)………………………………………..8
2-3.2 多元醇(Polyol)………………………………………………14
2-3.3 鏈延長劑………………………………………………………..15
2-3.4 離子基單體……………………………………………………..15
2-3.5 催化劑…………………………………………………………..16
2-3.6 架橋劑(Crosslinking Agent)………………………………...18
2-3.7 溶劑的選擇………………………………………...…………...20
2-4 高分子難燃劑……………………………………………………...21
2-4.1 常用之耐燃劑……………………………………….………….21
2-4.2 聚合物燃燒過程…………………………………………….….23
2-4.3 阻燃理論機構及方法…………………………………………..23
2-4.4 磷系難燃劑的阻燃機構及其分類……………………………..25
2-5 水性聚胺基甲酸乙酯之合成 …………………………………….26
2-5.1溶液聚合法(Solution Polymerization)……………………….27
2- 5.2 丙 酮 製 程……………………………………………………………27
2-5.3 預聚合物離子混合攪拌製程………………………………….29
2-5.4 熱熔法…………………………………………………………..31
第三章 實驗部份……………………………………….…………32
3-1 實驗之分析儀器設備…………………………………..…………32
3-1.1 實驗裝置……………………………………………………….32.
3-1.2 分析儀器………………………………………………………..33
3-2 實驗藥品…………………………………………………...………34
3-3 防燃含磷水性PU樹脂之合成步驟………………………………..35
3-3.1 實驗步驟………………………………………………………..35
3-3.2 防燃含磷水性PU樹脂之皮膜及薄膜的製備………………….36
3-4 物性之測試………………………………………………………..37
3-4.1 紅外光譜儀之測試與分析…………………………………….37
3-4.2 黏度之測試…………………………………………………….38
3-4.3 機械性質之測定……………………………………………….39
3-4.4 粒徑及擴散係數之測定………………….…………………….41
3-4.5 表面張力之測試(Wilhelmy法)……………….…………….42
3-4.6 防燃性質之測試與分析……………………….……………….43
第四章 結果與討論………………………………….…...…44
4-1 IR光譜圖之探討……………………………………………………44
4-2 改變磷系防燃原料(434,490)之濃度對水性PU樹脂溶液黏度影
響之情形…………………………………………………………..53
4-3 改變磷系防燃原料(434,490)之濃度對水性PU樹脂皮膜拉應力
影響之情形…………………………………………………….….56
4-4 改變磷系防燃原料(434,490)之濃度對水性PU樹脂皮膜伸長率
影響之情形…………………………………………………….….59
4-5 改變磷系防燃原料(434,490)之濃度對水性PU樹脂溶液平圴粒
徑影響之情形…………………………………………………..…62
4-6 改變磷系防燃原料(434,490)之濃度對水性PU樹脂溶液表面張
力影響之情形…………………………………………………..…65
4-7 改變磷系防燃原料(434,490)之濃度對水性PU樹脂溶液防燃性
質影響之情形…………………………………………………..…68
第五章 結論………………………………………………………..71.
第六章 參考文獻……………………………………………72
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