可膨脹石墨-氫氧化鎂-秸稈纖維-聚氨酯硬泡復(fù)合保溫材料的制備及性能研究

可膨脹石墨-氫氧化鎂-秸稈纖維-聚氨酯硬泡復(fù)合保溫材料是一種新型的環(huán)保阻燃保溫材料，它結(jié)合了可膨脹石墨（EG）、氫氧化鎂（MH）和秸稈纖維等多種阻燃劑和增強材料，旨在提高聚氨酯硬泡的阻燃性能和機械性能。本文綜述了該復(fù)合材料的制備方法及性能研究。

聚氨酯硬泡（RPUF）因其良好的絕熱性能、輕質(zhì)特性以及廣泛的適用范圍，在建筑、制冷等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。然而，聚氨酯硬泡的阻燃性能較差，燃燒時會產(chǎn)生大量有毒煙霧，限制了其在防火要求較高的場合的應(yīng)用。因此，通過添加阻燃劑來提高其阻燃性能成為研究的重點之一?？膳蛎浭?、氫氧化鎂和秸稈纖維等環(huán)保型阻燃劑及增強材料的應(yīng)用，為解決這一問題提供了新的思路。

復(fù)合材料的制備

1.  原材料準備：

o   聚氨酯預(yù)聚體：選用適合制備硬泡的聚氨酯預(yù)聚體。

o   可膨脹石墨（EG）：選用粒徑適中、膨脹倍數(shù)高的可膨脹石墨。

o   氫氧化鎂（MH）：選擇純度高、粒徑小的氫氧化鎂。

o   秸稈纖維：使用經(jīng)過預(yù)處理的秸稈纖維，如玉米秸稈纖維。

2.  預(yù)處理：

o   秸稈纖維預(yù)處理：將秸稈纖維進行粉碎處理，并在一定濃度的氫氧化鈉溶液中浸泡24小時，以提高其與聚氨酯基體的相容性。

o   混合阻燃劑制備：按照一定比例混合可膨脹石墨和氫氧化鎂，必要時進行表面改性以提高分散性。

3.  復(fù)合材料制備：

o   混合：將預(yù)處理后的秸稈纖維和混合阻燃劑加入到聚氨酯預(yù)聚體中，充分攪拌混合。

o   發(fā)泡：將混合好的物料注入模具中，通過化學(xué)反應(yīng)發(fā)泡固化，得到復(fù)合保溫材料。

性能研究

1.  阻燃性能：

o   氧指數(shù)測試（LOI）：通過氧指數(shù)測試評估復(fù)合材料的阻燃性能。

o   垂直燃燒測試：進行垂直燃燒測試，評估材料的燃燒等級。

2.  機械性能：

o   壓縮強度：測試復(fù)合材料的壓縮強度，評估其機械性能。

o   拉伸強度：進行拉伸強度測試，進一步評估材料的力學(xué)性能。

3.  熱性能：

o   導(dǎo)熱系數(shù)：通過導(dǎo)熱系數(shù)測試評估復(fù)合材料的絕熱性能。

o   熱穩(wěn)定性：利用熱重分析（TGA）測試材料的熱穩(wěn)定性。

4.  微觀結(jié)構(gòu)：

o   掃描電子顯微鏡（SEM）：觀察復(fù)合材料的微觀形貌，分析其結(jié)構(gòu)特征。

實驗結(jié)果

實驗結(jié)果顯示，通過添加可膨脹石墨、氫氧化鎂和秸稈纖維，可以顯著提高聚氨酯硬泡的阻燃性能，同時保持較好的機械性能和絕熱性能。具體表現(xiàn)為：

• 阻燃性能提升：復(fù)合材料的極限氧指數(shù)（LOI）顯著提高，達到了自熄的標準。
• 機械性能保持良好：盡管添加了較多的填料，但通過優(yōu)化配方，復(fù)合材料仍保持了較好的壓縮強度和拉伸強度。
• 熱性能優(yōu)異：復(fù)合材料的導(dǎo)熱系數(shù)較低，具有良好的絕熱性能。

可膨脹石墨-氫氧化鎂-秸稈纖維-聚氨酯硬泡復(fù)合保溫材料是一種具有較好阻燃性能和絕熱性能的新型環(huán)保材料。通過合理的配方設(shè)計和工藝優(yōu)化，可以制備出滿足不同應(yīng)用場景需求的復(fù)合保溫材料，為聚氨酯硬泡的應(yīng)用拓展提供了新的可能性。