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聚氨酯(PU)是一类主链上含有许多重复的氨基甲酸酯基(-NHCOO-)、通过多元醇和异氰酸酯加聚反应得到的聚合物。这类聚合物含有刚性结构(苯及氨基甲酸酯基团等)和柔性基团(醚键),以各种形式用于泡沫、弹性体和粘合剂等。聚氨酯泡沫具有低表观密度,优异的绝缘性,良好的隔热保温性和机械性能,被广泛用于各种工业领域,包括建筑、汽车、家具和化妆品行业。然而,聚氨酯泡沫塑料比表面积大、易燃烧,同时燃烧中产生大量的毒性气体和烟雾等缺点,给人们的生活和公共安全带来极大的危害。因此对于聚氨酯泡沫材料阻燃性的研究很有必要,截止到现在,国内外往往通过加入小分子阻燃剂提高阻燃性,然而力学性能下降。为改善聚氨酯泡沫材料的性能,本文将通过引入第二种反应性聚合物三聚氰胺甲醛树脂(MF)制备聚氨酯/三聚氰胺甲醛树脂互穿聚合物网络(PU/MF IPN),用以弥补现有聚氨酯材料的不足之处。三聚氰胺由于三嗪类含氮杂环结构(热稳定性好),被当作阻燃剂广泛用于聚合物材料。主要因为燃烧时三聚氰胺吸热分解,提供两相散热和气体稀释效应,降低燃烧热量,同时生成不溶性物质。本文将三聚氰胺甲醛树脂与聚氨酯形成互穿网络聚合物泡沫材料,不仅改善聚氨酯泡沫材料的阻燃性,同时力学性能也得到了提高。本文研究结果如下:(1)三聚氰胺与甲醛最佳摩尔比为1:3,pH值为8~9,最佳反应时间为90~100 min制备出最适合发泡的三聚氰胺甲醛树脂(粘度为78.5 mPa·s)。三聚氰胺甲醛树脂最佳发泡条件是:20 g三聚氰胺甲醛树脂,1.0 g表面活性剂OP-10,1 ml甲酸,3 ml正戊烷。(2)聚氨酯/三聚氰胺甲醛树脂互穿聚合物网络(PU/MF IPN)泡沫材料采用同步IPN方法制得。由DMA结果表明,PU/MF IPN泡沫材料中均只含有一个玻璃化转变温度(Tg),证明MF和PU形成互穿网络结构。此外Tg随着MF质量百分含量增加而升高。聚合物的表观密度和压缩强度随着MF质量百分含量的增加而增大,同时加入MF能够改善PU泡沫材料的阻燃性。由SEM结果表明,与纯PU SEM图相比之下,MF含量为8 wt%的PU/MF IPN泡沫的平均孔径比纯PU泡沫的平均孔径显着更低,MF含量为15 wt%PU/MF IPN泡沫的平均孔径类似于纯PU泡沫的平均孔径,而MF含量为25wt%PU/MF IPN泡沫的平均孔径显著高于纯PU泡沫。(3)聚氨酯改性三聚氰胺甲醛树脂泡沫,通过同步IPN方法合成PU/MF IPN泡沫材料。随着PU质量百分含量增加,PU/MF IPN泡沫材料的表观密度和压缩强度随之增大。通过扫描电镜图可知,泡沫的孔径变化不明显。