高聚合度聚磷酸铵的改性和应用
31高聚合度聚磷酸铵的改性和应用
丁著明
(天津合成材料研究所,天津,300220)
摘要介绍了聚磷酸铵膨胀型阻燃剂的重要组成部份,并讨论了其改性方法和在聚合物材料上的应用。
关键词聚磷酸铵阻燃剂改性应用
1概述
聚磷酸铵(Ammonium Pol yp hos p hate以下简称A PP)是磷系阻燃剂的主要品种,应用领域广泛。由于它燃烧时不产生有毒物质,成为膨胀型阻燃剂的主要成份。由于聚磷酸铵含磷量高、含氮量多,具有热稳定性好、水溶性小、近于中性、阻燃效能高等优点,该产品已成为国内外研究的热点。
磷系阻燃剂大都具有低烟、无毒的优点,具有良好的发展前景。特别是瑞士的研究机构1986年发现了卤素阻燃剂及其阻燃的高聚物材料在高温下热分解产生有毒的多溴二苯英(p bdd)和多溴二苯并呋喃(p bdf),这就给卤系阻燃剂的发展带来严峻的挑战[1]。另据报导,欧洲共同体已提出限制该类阻燃剂的使用,今后将逐渐淘汰。基于上述情况,磷系阻燃剂得到了高速增长。1993年其消耗量仅为7.716kt,而1998年则高达57.568kt,增长了近6.5倍。
国外生产聚磷酸铵阻燃剂的公司主要有美国的孟山都(M onsanto)、日本的窒素(Chisso),俄罗斯、波兰等国也大量生产此类产品。
我国20世纪80年代开始研制该类产品,目前国内总产量约15kt,生产厂家约100家,产量达1000t的约4～5家,一般的年产量为200～300t。主要生产单位有四川什邝市长丰化工有限公司、浙江省海宁市丰士阻燃化工厂,浙江化工研究院、天津合成材料工业研究所等。
2性能和牌号
根据聚合度不同,APP的用途不同。一般来说,聚合度较低的产品是水溶性的,用作织物处理剂或者作为肥料、食品添加剂使用;聚合度高的水难溶性的长链APP可作为塑料和涂料的阻燃剂使用,本文主要介绍该类产品的情况。
美国M onsanto公司牌号为PHOS-CHEK P/30的聚磷酸铵,主要用于防火涂料,主要技术指标为:
外观:白色粉末
粘度:200目通过率99.8%
325目通过率90%
密度:1.79g/cm3
含磷量:30%
p H值(10%水基浆状物):5.8
溶解度(25℃,搅拌10m in):92%不溶解
M onsanto公司还有牌号为PHOS-CHEK P/40的APP,H oechst公司的牌号有Ex olit-IFR-23、Ex oLIR422和Ex oLIR263,日本Chisso公司有T erra2 j us10,Albri g ht W ilson公司有Am g ard M C等。
3聚磷酸铵改性方法
由于聚磷酸铵的生产受到条件的限制,一般制得的聚磷酸铵与有机材料的相容性不好,不能完全达到力学性能要求,为了使其能够发挥阻燃作用,在很多情况下都需要对其表面进行改性。
以APP为基础的膨胀型阻燃剂(IFR)在聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)等塑料的阻燃中显示出优良的阻燃作用,是目前阻燃技术研究的热点。但是,通常APP的热稳定性仍不能满足象PP这样的聚合物的加工要求,而且APP还存在吸湿性较大的缺点,限制了它在
收稿日期:2003-12-08
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电子材料上的应用,因此必须对APP进行某种改性处理才能使用。
目前较为常见的改性方法有以下几种。
3.1微胶囊化
如前所述,APP与某些高分子材料相容性较差,易从聚合物制品中渗出而流失,降低了它的阻燃性能。再者,APP的热稳定性较差,受热分解产生小分子化合物,难以满足在较高温度下塑料加工的要求。采用微胶囊技术(M C)对APP进行包覆处理,使APP表面涂有包覆材料,从而改变APP的性能。根据所需的阻燃基料种类,选择合适的囊材,M C化的阻燃剂加入后增加与聚合物的相容性,从而减少和消除阻燃剂对聚合物制品物理、机械和电性能的不利影响。
可用于包覆材料的种类很多,一般选用耐热性较高的聚脲、蜜胺树脂、环氧树脂、季戊四醇等,不仅可以改善其操作性,而且有利于环境保护。
德国专利[1]报导,用三聚氰胺甲醛树脂M C化APP的实例为:在5.2k g APP(牌号为Ex olit22)中加入500g牌号为K anraam in Im p re g antin g Resin700的三聚氰胺甲醛树脂、5.6k g水和3L甲醇,在120℃反应20m in,制得5.5k g M C化的APP。与未M C化的APP相比,M C化的APP水溶性由25℃的8.2%和60℃的62%分别降至0.2%和0.8%。另一个用聚脲M C化APP的实例为:将含15g聚脲(牌号为Cardate)的丙酮溶液滴加到含250g APP的丙酮溶液中,回流2h,加水,制得250g聚脲M C化水解稳定性的APP。与未M C化的APP相比,水溶性由8.2%和62%(25℃和60℃)降至3.6%和14.3%。将该产品添加到聚氨酯中,阻燃效果达U L-94V-0级。
北京联合大学芦笑梅[2]使用EVA对APP制成的IFR进行包覆改性,提高了IFR阻燃PP的防潮性,并改善了IFR与PP的相容性。其合成步骤为:将3g H3PO4在190℃下加到27g APP中,使呈现熔融状态,并加入10g季戊四醇、2.5g三聚氰胺,反应5h,再加入7.5g三聚氰胺反应2h,得产物。将产物在230～250℃脱气处理2h,冷却后研磨得白色粉末状IFR。将EVA与IFR按比例在180℃料温下混合均匀,即得M C化的IFR。结果表明,加入EVA后的IFR阻燃PP吸潮性有明显改善:不加EVA时为8.36%,加入4.2%EVA后为0.86%。3.2偶联剂处理
偶联剂是一类具有两亲结构的有机化合物,它可以使性质差别很大的材料紧密结合起来,从而提高材料的综合性能。目前使用量最大的偶联剂包括硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂等,其中硅烷偶联剂是品种最多、用量最大的一类。硅烷、硅氧烷、铝酸酯等本身具有一定的阻燃性,加到APP中,既可以增加其阻燃性,对其吸湿性也有一定的改善,同时也能够改善材料的韧性、耐热性以及吸水率。另外,利用硅烷偶联剂还可以将小分子有机物加到APP分子链上,改善其吸湿性。美国PPG公司的专利[3]报导,利用聚二甲基硅氧烷衍生物(相对分子质量14000)处理APP,使此种APP与PE混料制成薄膜,耐水试验14天时,磷的渗出率为2.7%,而未处理的则为15.6%。
3.3三聚氰胺改性
APP是IFR的主要组份,三聚氰胺通常作为其中的发泡剂使用,当APP在受热分解释放出氨而呈酸性的情况下,可能与三聚氰胺中胺基反应成盐,从而改善APP的某些性质。
中山大学廖凯荣等[4]将计量的APP和三聚氰胺搅拌,升温到250℃并维持反应1h,降温,粉碎,即得三聚氰胺改性的APP(M APP)。实验表明, M APP热分解温度比APP高,吸温性较小。日本专利[5]报导,在高速搅拌下将三聚氰胺的溶液加到APP中,制成三聚氰胺改性的APP。
在许多情况下,M APP仍不能满足要求,还须对M APP进行再处理。日本Chisso公司报导[6],用一种含有活性氢的化合物处理M APP,使M APP粒子间形成化学键,改进M APP的性能。日本T osoh 公司[7]用牌号为SI LA-ACES330(3-氨基三乙氧基硅烷)的偶联剂处理M APP(牌号H istaflam AP-462),用此产品阻燃EVA可制成耐水、绝缘性能优异的材料。
以上是几种常用的改性方法,但是不论何种方法都只能适用于一部分阻燃基材,不能普遍使用,因此APP的改性只能是针对某一种或是某一类基材进行。
4聚磷酸铵应用
4.1膨胀型防火涂料
膨胀型防火涂料是近年来发展起来的一种新
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型防火涂料。这种防火涂料不同于以往的防火涂料,它的涂层很薄,仅为0.3～0.5mm,但遇火后很快就膨胀为厚达10～25mm的泡沫层,这种泡沫层导热系数低,可以大大延长耐火时间(一般为30～40m in)。这种涂料广泛应用于木材、纤维板、胶合板的阻燃。另外该种涂料还用于保护钢铁构件(尤其是大跨度的),在构件上涂覆膨胀型防火涂料后,着火时厚厚的隔热层保护了钢材,降低了温度,保持了钢材强度,从而赢得了时间。
该种涂料是由粘合剂(成膜剂)、成炭剂、增韧剂等组成。APP兼有阻燃剂和发泡剂等多种功能,是该种涂料的主要成份,一般用量占20%～30%。
4.2聚合物阻燃
4.2.1膨胀型阻燃剂[8]
膨胀型阻燃剂系以磷、氮为阻燃元素的阻燃剂,它一般不含卤素,因而也不需要采用锑协效剂。含有这类阻燃剂的高聚物受强热或燃烧时,表面能生成一层均匀的多孔炭质泡沫层。该泡沫层隔热、隔氧、抑烟,并能防止产生熔滴,因而具有良好的阻燃及抑烟功能。
膨胀型阻燃剂系由酸源(脱水剂)、炭源(成炭剂)及气源(发泡剂)组成。该种阻燃剂必须与被阻燃的高聚物相匹配(包括热行为、受热条件下形成的物种及其他等)才能发挥作用。
由于对材料的抑烟、减毒要求日益严格,使当今许多传统的阻燃剂面临困境,而膨胀型阻燃剂的特点正给它的发展提供了良好的机遇,据估计,膨胀型阻燃剂已成为自上世纪90年代以来阻燃剂最为活跃的研究领域之一,也被认为是实现阻燃剂无卤化很有希望的途径之一。膨胀型阻燃剂在国内的研究很活跃,是该领域的一个研究特点。北京理工大学国家阻燃材料专业实验室欧育湘教授为首的研究组在该领域进行了大量的工作,大大推动了国内研究工作的进展。欧育湘等合成了结构高度对称的一种新型磷酸酯化合物(简称T RIMER)[9、10],该化合物作为膨胀型阻燃剂,除了具有丰富的炭源和酸源外,磷含量也很高,具有优异的阻燃效能。该化合物与APP、M A(三聚氰胺、异氰尿酸盐)按100∶32∶49的比例配制成的膨胀型阻燃剂(IFR-T)用于阻燃EVA,用量达30%时, LOI可达30%左右,阻燃性为U L-94V-0级,同时体系燃烧时的CO和CO2生成量及烟释放量减少,有效抑制有害气体和烟雾的生成,是环境友好型阻燃剂。
中山大学高分子研究所的廖凯荣等[4]将APP 与三聚氰胺共热制成改性APP(M APP),M APP的热稳定性较高,吸湿性较低,M APP用于阻燃PP,取得了较好的效果。
北京化工大学的高瑜和北京燕山石化公司的张志龙[11、12]将分子筛(ZEO)作膨胀型阻燃剂的增效剂,引入APP和季戊四醇的阻燃体系中,用于阻燃PE,结果表明该法显著提高膨胀型阻燃剂的阻燃效率。
由于诸多因素,虽然国内研究者众多,但至今没有膨胀型阻燃剂问世,其中APP质量不过关是其原因之一。国外关于APP应用的研究很多,日本的Chisso、Chikoku、S ekisui等公司纷纷发表专利[13～17],研究将APP用于聚合物的阻燃。
4.2.2阻燃树脂
(1)阻燃聚氨酯
聚氨酯是现代塑料工业中发展最快的品种之一,其特点是通过改变分子中的链结构,大幅度地改变其性能,广泛用于许多领域。我国目前应用的聚氨酯阻燃剂,大多是磷酸酯类化合物配以卤系和其他阻燃剂,只是近几年见到关于应用APP作为阻燃剂的报导。
南京理工大学的张焱等[18]研究了APP与稀土金属(C e2O3)并用作为聚氨酯泡沫塑料阻燃剂的情况,结果表明二者有协同效应,可提高聚氨酯泡沫塑料的阻燃性能。
上海航天技术研究院的邹德荣、徐宇[19]以聚氧化丙烯二醇(N220)、甲苯二异氰酸酯,一缩二乙二醇为主要原料合成聚氨酯弹性体,以联二脲(LDA)、APP为阻燃剂,发现当LDA与APP以30∶30混合时,可以获得较佳的阻燃效果。上海新风化工研究所的邹德荣、王维明[20]研究了LDA与APP 用于聚醚型聚氨酯的情况,发现LDA∶APP为1时,可以提高材料的阻燃性能,产生自熄。
上世纪80年代APP已成功地用于阻燃聚氨酯,前苏联学者对此进行了综述[21]。法国、意大利、比利时的学者联合对APP在聚氨酯中的阻燃机理进行了研究[22],结果表明,APP在燃烧时促进了聚氨酯的分散并生成稳定的炭化物层,起到热屏障
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作用;以红外、M AS 、NAR 、ESR 等各种方法对此层进行了分析,结果表明,APP 和聚氨酯高温下发生化学反应,形成一种磷-碳多原子结构,同时这种多元大分子游离基也可以捕捉游离基从而起到阻燃作用。
(2)阻燃不饱和聚酯树脂
最近报导APP 与多种阻燃剂有协同作用,它
是一类理想的、经济的、友好的阻燃剂,可以满足不饱和聚酯树脂要求低烟、高水平阻燃性时的特殊要求。
(3)阻燃聚苯乙烯类聚合物
安徽省轻工业学校的桑永、郑昌龙等[23]将APP 与十溴二苯醚和三氧化二锑用于高抗冲聚苯乙烯(HIPS ),降低了发烟量,提高了阻燃效果。
四川大学的鲁建、刘柯[24]以三聚氯氰为原料合成了一种含羟乙胺基的三嗪衍生物,并将这种化合物与APP 和季戊四醇复配成A BS 的膨胀型阻燃剂,表现出较好的阻燃性和抑烟性,减轻了熔滴现象的发生。
5结语
APP 是一类用途广泛的阻燃剂,应加强对它
的研究,开发出物美价廉的产品,满足塑料行业的
需要。由于该产品的特殊性,生产设备是影响产品的关键,建议引进专用设备以推进该类工业的发展。还应加强该类产品的改性研究,以利应用工作
的进行,尽快使国产的膨胀型阻燃剂问世。
参考文献
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启事:
“第十八届中国国际塑料橡胶工业展览会”将于2004年6月29日～
7月2日在上海举办,为了方便会员、网员单位派员参观,届时塑料助剂
专委会将在上海统一组织乘车前往,有意者请于6月10日前与塑料助剂专委会联系。联系电话:025-8662609652269447
Modifications and A pp lications of Ammouium Pol yp hos p hate
with Hi g h Pol y merization De g ree
Din g Zhum in g
(T ian j in g S y nthetic M aterial Research Institute ,T
ian j in g ,300200)Abstract :Amm onium p ol y p hos p hate (APP )is an im p ortant com p onent of intum esced flam e retardants.T he m odifications of APP and its a pp lication in p ol y m er m aterials w ere review ed.
K e y w ords :amm onium p ol y p hos p hate ;flam e retardant ;m odification ;a pp lication
塑料助剂2004年第2期(总第44期)
聚磷酸铵
聚磷酸铵 摘要：以磷酸铵盐、尿素为原料，制备了高聚合度聚磷酸铵无机阻燃剂。测定了聚磷酸铵的溶解度[1]。以防火材料的制备测定防火性能，对现代工艺的提高有了自己的认识和理解。 关键词：聚磷酸铵、阻燃性能、防火材料[2]。 前言：聚磷酸铵（APP）是近十多年来发展起来的一种重要的无机阻燃剂，广泛用于塑料、纤维、纸张、橡胶、木材等的阻燃，并可用于配制耐火材料。APP 含磷、氮量大，热稳定性好，水溶性小，近于中性。同时，它具有分散性好，比重小，毒性低和价格低廉的特点。 1实验部分 1.1实验原理 其结构是为(NH4)n+2PnO3n+1。APP有水溶性（n为10∽20）及水难溶性（n?0）两种。作为阻燃剂的n一般大于25[3]。 合成方法主要有高温聚合法和低温溶剂法。本实验用低温溶剂法，以石蜡为介质，尿素和磷酸二氢胺为原料进行制备。本实验用低温溶剂法，以石蜡为介质，尿素和磷酸二氢胺为原料进行制备。在尿素和磷酸二氢胺反应体系中，存在下列反应： CO(NH2)2 +2NH4H2PO4-----(NH4)2P2O7+CO2 (NH4)2P2O7+CO(NH2)2-----2/n(NH)4n+2PnO3n+1+4NH3+CO2 当n很大时，产物可写成（NH4PO3）。 1.2药品与仪器 药品：液体石蜡（碳数在16 以上），尿素，磷酸二氢铵，苯等。 仪器：烧杯（500ml，200ml），抽滤装置，电炉，温度计。 1.3合成
在500ml干燥的烧杯中，加入150ml液体石蜡，加热至200℃,在该温度下，不断搅拌，将30g尿素与28克磷酸二氢胺混合，分批加入至温度为200℃的液体石蜡中，注意温度不能过高，30分钟内加完。与190∽200℃的条件下继续反应25∽30分钟，观察反应产物（由粘稠泡沫液体变为白色固体）。然后冷却至室温，尽可能倾出液体石蜡，将生成物研细后，每次用30∽40ml苯浸洗2-3次，除去产物中夹留得石蜡，抽滤，回收苯。然后用蒸馏水洗涤产物。在120℃烘箱中，烘30分钟，即得产物，成重，计算产率。 1.4产品质量检验 (1) 溶解度测定：准确称取上述产物2克加入50ml蒸馏水煮沸5分钟后，过滤产物，烘干，称余物，计算100ml蒸馏水中的溶解度。 (2) 阻燃性能测试：称取4gAPP加100ml蒸馏水，搅拌均匀后，将一片滤纸浸在此液体中。10分钟后称出烘干，与一未处理的滤纸，使燃烧对比实验，观察其现象。 (3) 测定产品的熔点 1.5防火涂料的制备及防火性能 涂料的配比见下表1 表1：涂料配方 品名用量品名用量 聚乙烯醇缩甲醛胶25.0 聚磷酸铵22 三聚氰胺11.5 季戊四醇 6.0 六偏磷酸钠（10%） 5.0 甲基硅油消泡剂0.5 羧甲基纤维素钠 3.0 去离子水22.0 制备步骤为：将六偏磷酸钠，羧甲基纤维素钠分别配制成10%和2%的水溶液；将要求量的去离子水加入烧杯中；低速（约800r/min）搅拌下，将配方量的阻燃剂、颜料、填料、分散剂依次加入，再加入适量的消泡剂，然后高速搅拌（大
高性能、易分散水性多异氰酸酯固化剂的合成与应用研究
高性能、易分散水性多异氰酸酯固化剂的合成与应用研究前言 水分散多聚异氰酸酯可以大致分为两类：非离子型和离子型。非离子型改性聚异氰酸酯采用聚醚进行亲水改性，虽然这种固化剂在大多数应用领域得到了市场的广泛认可，但是其也存在很多缺点：由于聚醚带来的亲水性有限，需要使用大量的聚醚才能赋予聚异氰酸酯较好的水分散性能，这极大地降低了聚异氰酸酯体系中的异氰酸根的浓度，其次改性的聚异氰酸酯需要借助较大的剪切力才能够在水中完全分散，并且大量的聚醚会一直存在体系中，这将永远影响涂膜的耐水性能[1]。 H · 舍费尔[2]等提出了使用4-氨基甲苯-2-磺酸来改性聚异氰酸酯的方法，这类改性聚异氰酸酯中和以后能够非常容易地溶解在水中。但是此方法需要同时使用一定量的聚醚，造成涂膜耐水性能的降低，此外使用的磺酸含有苯环，这将使涂膜耐黄性能降低。Hans-Josef Laas[3]等使用环己胺基丙磺酸和环己氨基乙磺酸来制备改性聚异氰酸酯，取得了巨大成功，磺酸改性的聚异氰酸酯不需要高剪切力就能够在水中均匀分散，叔胺中和的磺酸改性聚异氰酸酯体系具有很好的贮存稳定性。但是专利指出适用于此体系的磺酸单体种类只有两种，甚至指出其他与环己胺基丙磺酸结构类似的磺酸单体即使在更高的条件下也不能参与反应。 本文通过对市售磺酸单体与多异氰酸酯的反应进行研究，发现目前市售的磺酸单体除了环己胺基丙磺酸和环己氨基乙磺酸以外，未找到可以与多异氰酸酯反应的磺酸单体。于是试验室合成了一些新型的磺酸单体，研究发现这些新型磺酸单体在一定条件下可以与多异氰酸酯反应，来制备高性能、易分散的水性多异氰酸酯固化剂，从而为行业研究者提供了理论参考。通过对试验室合成的磺酸改性多异氰酸酯固化剂与市场化某跨国公司的同类产品的比较，发现试验室合成的固化剂性能与跨国公司产品性能基本一致，从而为行业提供了更多的磺酸改性固化剂选择。 1 试验部分 1.1 试验主要原料 聚氨酯合成： HDI三聚体[HT100, w(—NCO)= 21.9%]、羟基丙烯酸树脂[Antkote? 2033，w(—OH)= 3.3%]、固化剂B，万华化学;磺酸固化剂A，市售;氨基磺酸，试验室自制;N,N-二甲基环己胺，阿拉丁试剂。 1.2 水分散多异氰酸酯的制备 在装有机械搅拌器、回流管、温度计和氮气进出口的四口圆底烧瓶中，将氨基磺酸和二甲基环己胺加入到HDI三聚体中，加热到100 ℃反应，测试体系中—NCO含量达到理论值时，停止反应，冷却体系至40 ℃，出料。通过改变氨基磺酸的加入量来研究不同磺酸含量的改性聚异氰酸酯的水分散关系。通过改变二甲基环己胺的加入量来研究中和剂使用量对整个反应进程的影响。
(完整版)双螺杆挤出机工作原理(精)
双螺杆挤出机工作原理.txt 挤出成型工艺是聚合物加工领域中生产品种最多、变化最多、生产率高、适应性强、用途广泛、产量所占比重最大的成型加工方法。挤出成型是使高聚物的熔体（或粘性流体）在挤出机螺杆的挤压作用下通过一定形状的口模成型，制品为具有恒定断面形状的连续型材。挤出成型工艺适合于所有的高分子材料。几乎能成型所有的热塑性塑料，也可用于热固性塑料，但仅限于酚醛等少数几种热固性塑料。塑料挤出的制品有管材、板材、棒材、片材、薄膜、单丝、线缆包覆层、各种异型材以及塑料与其它材料的复合物等。目前约５０％的热塑性塑料制品是通过挤出成型的。此外挤出工艺也常用于塑料的着色、混炼、塑化、造粒及塑料的共混改性等，以挤出成型为基础，配合吹胀、拉伸等技术，又发展为挤出一吹塑成型和挤出拉幅成型制造中空吹塑和双轴拉伸薄膜等制品。可见挤出成型是聚合物成型中最重要的方法。挤出设备有螺杆挤出机和柱塞式挤出机两大类，前者为连续式挤出，后者为间歇式挤出，主要用于高粘度的物料成型，如聚四氟乙烯、超高分子量聚乙烯。螺杆挤出机可分为单螺杆挤出机和多螺杆挤出机。单螺杆挤出机是生产上最基本的挤出机。多螺杆挤出机中双螺杆挤出机近年来发展最快，其应用日渐广泛。目前，在ＰＶＣ塑料门窗型材的加工中，双螺杆挤出机已成为主要生产设备，单螺杆挤出机将被逐步淘汰。但在其它聚合物的挤出加工中，单螺杆挤出机仍占主导地位。二者有各自的特点：单螺杆挤出机：●结构简单，价格低。●适合聚合物的塑化挤出，适合颗粒料的挤出加工。对聚合物的剪切降解小，但物料在挤出机中停留时间长。●操纵容易，工艺控制简单。双螺杆挤出机：●结构复杂，价格高。●具有很好的混炼塑化能力，物料在挤出机中停留时间短，适合粉料加工。●产量大，挤出速度快，单位产量耗能低。在ＰＶＣ塑料门窗型材生产中，采用双螺杆挤出机与单螺杆挤出机的生产工艺为见页下）：可以看出，单螺杆挤出机适合粒料加工，使用的原料是经造粒后的颗粒或经粉碎的颗粒料。双螺杆挤出机适合粉料加工，可以直接使用混合好的ＰＶＣ料，减少了造粒的工序，但多了废料的磨粉工序。近几年，国产双螺杆挤出机的质量已基本达到进口双螺杆挤出机的水平，价格仅为进口机的１／３～１／５。由于双螺杆挤出机的产量大，挤出速度快，一般可达到２～４米／分钟，适合ＰＶＣ塑料门窗型材的大规模生产。而单螺
异氰酸酯胶粘剂在木材加工中的应用
异氰酸酯胶粘剂在木材加工中的应用 目前，木材加工行业仍主要使用传统的甲醛系列胶粘剂，这己无法满足新形势下原料体系的胶接要求。伴随环境保护要求的日益加强，人们环保意识的提高，开发和使用无公害的高效木材加工用合成树脂胶粘剂己成为人们普遍关注的问题。异氰酸酯胶粘剂中不含有甲醛类有害物质且其分子设计灵活，从化学结构和原料组合出发，可实现异氰酸酯树脂不同的使用性能，在众多领域被广泛应用。 异氰酸酯胶粘剂是由分子链中含有异氰酸基(－NCO)及少量氨酯基(－NHCOO)，具有很高极性和活泼性的一类胶粘剂。1848年Wurtz首先用硫酸二乙酯和氰酸钾合成异氰酸酯。19世纪Hofmann和Curtius等著名的化学家都对其性质进行过研究。1869年Gentier初步确定了异氰酸酯的结构。1940年德国法本公司的研究人员发现异氰酸酯具有特殊的胶接性能。并在第二次世界大战期间将4，4一二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)应用于战车的履带胶接上。第二次世界大战以后，拜尔公司开发了DesmodurR系列的多异氰酸酯和Desmocoll系列的端羟基聚酯多元醇，至今仍被广泛应用。 异氰酸酯胶粘剂开发于20世纪50年代，80年代以来发展较快，至今己成为一个品种繁多、应用广泛的行业。1951年Deppe首先将异氰酸酯胶粘剂应用在刨花板的制备上。1973年美国Ellingson Lumber公司试制了用于室外的两面贴单板的MDI刨花板。Wilson J.B和富田文一郎分别对异氰酸酯胶粘剂制造人造板的胶合强度、湿强度、粘弹性等性质进行了较深入的研究。随着异氰酸酯胶粘剂的优点逐渐被发现，其在木材中的应用也越来越广泛。我国已经开发出刨花板用异氰酸酯树脂胶粘剂；人造板用可乳化异氰酸酯树脂胶粘剂；胶接木材用异氰酸酯树脂胶粘剂等系列产品。国内的其它科研工作者也对异氰酸酯胶粘剂在木材中的应用做了大量的工作，北华大学时君友等人将玉米淀粉的酚化产物处理成乳液，在一定酸碱度条件下，与无毒无公害的合成橡胶胶乳共聚制成API胶的主剂，将多异氰酸酯化合物的异氰酸酯基封闭处理后，作为API胶的固化剂，制成双组分无醛耐水的API胶。用该胶压制的三层复合实木地板、机拼细木工板、胶合板及集成材等胶合制品，其理化性能指标完全达到有关标准要求。东北林业大学艾军等人1311用荧光显微技术和Dsc分析方法研究了人造板用异氰酸酯胶粘剂牢固的化学胶接，尤其用于农作物秸杆(麦草、稻草)的胶接可得到符合我国木质A类优等品标准的刨花板。唐朝发等人研究了低成本水
壳聚糖特性及其应用
壳聚糖特性及其应用 作者简介：孔佳琦，女，本科，西北民族大学化工学院，专业：制药工程。 力芬，女，本科，西北民族大学化工学院，专业：环境工程。 摘要：壳聚糖是自然界中储量丰富天然高分子化合物，壳聚糖及其衍生物具有各种优良的性质，本文主要介绍了壳聚糖的特性以及其在不同方面的应用情况，为壳聚糖的研究发展提供依据和思路。 关键词：壳聚糖；特性；应用 壳聚糖（chitosan）又称脱乙酰甲壳素，是由自然界广泛存在的几丁质（chitin）经过脱乙酰作用得到的，化学名称为聚葡萄糖胺（1-4）-2-氨基-B-D葡萄糖。纯甲壳素和纯壳聚糖都是一种白色或灰白色透明的片状或粉状固体，无味、无臭、无毒性，纯壳聚糖略带珍珠光泽。在特定的条件下，壳聚糖能发生水解、烷基化、酰基化、羧甲基化、磺化、硝化、卤化、氧化、还原、缩合和络合等化学反应，可生成各种具有不同性能的壳聚糖衍生物，从而扩大了壳聚糖的应用围。本文就壳聚糖的特性和应用进行阐述，为其研究和发展提供依据和思路。
1.特性 1.1抗菌性。壳聚糖是唯一一种天然的弱碱性多糖在弱酸溶剂中易于溶解，溶解后的溶液中含有氨基（NH2+），这些氨基通过结合负电子来抑制细菌。壳聚糖的抗菌性会随着其浓度的增加而增强。壳聚糖对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等有较强的抑制作用。 1.2吸附性。壳聚糖具有很强的吸附功能，特别是对重金属离子的吸附如对铜、汞、铅等离子的吸收。壳聚糖的吸附活性可以有选择地发挥作用。当然还可以吸附胆固醇、甘油三酯、胆酸、油脂[1]等。 1.3保湿性。壳聚糖衍生物分子中有许多活泼的亲水极性基团如-OH、-COOH及-NH2，这些基团可以使其显示出保湿性。对于羧基化壳聚糖，其羟基的含量远大于其他衍生物，且羧基的亲水性所以能够结合更多的水分。因此羧基化壳聚糖的吸湿、保湿性也就明显高于其他类型的壳聚糖衍生物。 1.4成膜性。壳聚糖是线性高分子聚合物，理化性能稳定，可生物降解，粘合性好，成纤成膜性能优良。吴国杰[2]等人研究了壳聚糖膜的制备方法和性能，探讨了壳聚糖溶液成膜的最佳工艺条件。 1.5调节作用。壳聚糖可激活体具有免疫功能的淋巴细胞，使其能分辨正常细胞和癌细胞，并杀死癌细胞。还能调
异氰酸酯计算
聚氨酯计算公式中有关术语及计算方法 1.官能度 官能度是指有机化合物结构中反映出特殊性质(即反应活性)的原子团数目。对聚醚或聚酯多元醇来说，官能度为起始剂含活泼氢的原子数。 2.羟值 在聚酯或聚醚多元醇的产品规格中，通常会提供产品的羟值数据。 从分析角度来说，羟值的定义为：一克样品中的羟值所相当的氢氧化钾的毫克数。 在我们进行化学计算时，一定要注意，计算公式中的羟值系指校正羟值，即 羟值校正= 羟值分析测得数据+ 酸值 羟值校正= 羟值分析测得数据-碱值 对聚醚来说，因酸值通常很小，故羟值是否校正对化学计算没有什么影响。 但对聚酯多元醇则影响较大，因聚酯多元醇一般酸值较高，在计算时，务必采用校正羟值。严格来说，计算聚酯羟值时，连聚酯中的水份也应考虑在内。 例，聚酯多元醇测得羟值为224.0，水份含量0.01%，酸值12，求聚酯羟值 羟值校正= 224.0 + 1.0 + 12.0 = 257.0
3. 羟基含量的重量百分率 在配方计算时，有时不提供羟值，只给定羟基含量的重量百分率，以OH%表示。 羟值 = 羟基含量的重量百分率×33 例，聚酯多元醇的OH%为5，求羟值 羟值 = OH% × 33 = 5 × 33 = 165 4. 分子量 分子量是指单质或化合物分子的相对重量,它等于分子中各原子的原子量总和。 （56.1为氢氧化钾的分子量） 例，聚氧化丙烯甘油醚羟值为50，求其分子量。 对简单化合物来说，分子量为分子中各原子量总和。 如二乙醇胺，其结构式如下： 羟值 官能度分子量1000 1.56??=336650 100031.56=??=分子量
聚磷酸铵的合成及其阻燃性能研究
聚磷酸铵的合成及其阻燃性能研究3 胡云楚1,2,吴志平2,孙汉洲1,周 莹1,刘 元2 (1.中南林业科技大学理学院,湖南株洲412006;2.中南林业科技大学工业学院,湖南长沙41004) 摘 要: 复合型高效阻燃剂是当前阻燃技术研究的重要方向之一。根据木材阻燃的炭量增加理论,利用水溶性试验、灼烧成炭试验和热分析方法研究了聚磷酸铵的合成条件、聚磷酸铵2硼酸复合阻燃剂的复合阻燃效应。聚磷酸铵的最佳合成条件是:磷酸:尿素摩尔比为1∶1.8,预聚合温度为(124±2)℃,预聚合反应时间为25min左右,聚合固化温度230～240℃左右,聚合固化时间为140min左右。在最佳条件下合成的聚磷酸铵的聚合度为23.3,溶解度为0.67g/100mL 水,阻燃处理杨木粉在400℃灼烧30min的成炭率为38.9%,是同一条件下未处理杨木粉灼烧成炭率的2.15倍。聚磷酸铵和硼酸以4∶1复配所制得的聚磷酸铵2硼酸复合阻燃剂,对木粉的成炭率为40.5%,相对复合阻燃效应为43.2%。200～300℃是木粉热解燃烧的主要阶段,也是阻燃剂发挥阻燃作用的主要阶段。聚磷酸铵2硼酸复合阻燃剂在高温下不仅能催化木材产生更多的木炭,而且能使木炭结构紧密、不易燃烧。 关键词: 聚磷酸铵;硼酸;灼烧成炭试验;阻燃性能; 复合效应 中图分类号: TB34文献标识码:A 文章编号:100129731(2006)0320424204 1 引 言 近年来火灾所造成的财产损失和人员伤亡一直呈上升趋势,许多火灾的发生均与高分子材料和木质材料的使用状况及其可燃性有关,因此,阻燃技术的发展是保障人民生命财产安全的需要,也是高聚物和木质材料具有广泛应用前景的基础[1～3]。 聚磷酸铵热稳定性好,产品接近中性,并可以与其它阻燃剂混合,分散性好,同时价格便宜,毒性较低,使用安全。李蕾等报道[4],国内聚磷酸铵阻燃剂的聚合度为20～50;C.Drevelle等[5]报道,聚磷酸铵的聚合度为700,溶解度低于1%。目前国内外对聚磷酸铵合成工艺及在聚合物中阻燃应用的研究报道较多,未见其在木材阻燃方面的研究报道。 复合型高效阻燃剂是当前阻燃技术研究的重要方向之一。硼酸和聚磷酸铵具有原料充足、价格便宜、阻燃效果好、对环境无害的特性,将两者按一定配比复合可以提高阻燃效果[3～11]。 作者根据木材阻燃的炭量增加理论,利用水溶性试验、灼烧成炭试验和热分析方法研究了聚磷酸铵的最佳合成条件、聚磷酸铵2硼酸复合阻燃剂的最佳配比及其复合阻燃效应。 2 实 验 2.1 仪器与试剂 HC T22型微机差热天平、65112A型电动搅拌器、KDM型连续可调电子控温电热套、FN1012型鼓风干燥箱、KSW电阻炉温控制器、5212型箱式电阻炉、A2 1100紫外可见分光光度计、P HS23C酸度剂、PB2032N 型电子天平、100ml玛瑙研钵、30ml瓷坩锅、坩锅架。 尿素、磷酸、硼酸、多聚磷酸钠、钼酸铵、硫酸肼、氢氧化钠均为国产分析纯试剂;杨木粉,植物粉碎机粉碎为40目以下。 2.2 聚磷酸铵的合成 反应原理: n H3PO4+(n-1)CO(N H2)2 (N H4)n+2P n O3n+1+(n-4)N H3+(n-1)CO2 副反应: CO(N H2)2+H2O CO2↑+2N H3↑ 先将85%的磷酸与99%的尿素按1∶1.8(摩尔比)依次加入三口烧瓶中,加热搅拌,控制升温速度≥10℃/min,待温度升至预聚合温度(100℃左右)时尿素全部融化,溶液澄清冒泡,同时有大量气体逸出(前期p H=6,后期p H=8),待溶液变稠发粘后,在不断搅拌下出料至白瓷盘中,放入已恒温的烘箱中进行聚合固化,待固化完全后,将其冷却,粉碎即得聚磷酸铵 (A PP)。 2.3 聚磷酸铵溶解度的测定 用电子天平称取0.500g样品放入10ml蒸馏水中,于室温下搅拌后,静置24h,过滤,滤渣为未溶解样品,在100℃以下烘干60min,称重,计算溶解度。 2.4 聚磷酸铵聚合度的测定 用分光光度法确定聚磷酸铵样品中P的物质的量,用一阶倒数滴定曲线确定聚磷酸铵的物质的量,根据P的物质的量与聚磷酸铵的物质的量之比计算聚磷酸铵的平均聚合度。测定聚磷酸铵聚合度的详细步骤 3基金项目:国家自然科学基金资助项目(30471358);湖南省自然科学基金资助项目(03JJ Y3063)收到初稿日期:2005207204收到修改稿日期:2005211226 通讯作者:胡云楚作者简介:胡云楚 (1960-),男,湖南湘潭人,教授,博士研究生,从事材料化学和木材阻燃研究。
壳聚糖改性与在水处理方面的应用
《文献检索与科技论文写作》作业 壳聚糖的改性在水处理中的应用进展 年级： 学院： 专业：高分子材料 学生： 学号： 指导教师： 提纲
0 引言 壳聚糖是性能优异、应用广泛且具有开发价值的天然高分子絮凝剂。虽然在应用中有一些不足，但可以通过物理或化学改性来提高其性能，拓展其应用围。本文主要介绍壳聚糖改性后在水处理中的应用进展。 1 壳聚糖的改性在饮用水处理中的应用 从对氟离子的吸附及对浊度的降低介绍改性壳聚糖的应用效果； 2 壳聚糖的改性在工业废水中的应用 2.1 印染废水 从对偶氮染料的吸附及对阳离子染料的吸附介绍改性壳聚糖的应用； 2.2 重金属离子 2+、Th4+的吸附及对Cr(VI)的吸附，主要从对铜离子、对镍离子的吸附；对UO 2 来介绍改性壳聚糖的应用； 2.3 造纸废水 主要介绍接枝改性壳聚糖和壳聚糖微球对造纸废水的处理效果； 3 壳聚糖的改性在城市污水和海水中的应用 主要介绍改性壳聚糖对SS、浊度、BOD5及COD等的处理效果； 4 结语与展望 介绍目前的改性研究情况及未来研究的方向。 5 参考文献
壳聚糖的改性在水处理中的应用进展 --------大学材料科学与工程学院14级高分子材料专业马舒颜摘要：本文阐述了壳聚糖絮凝剂改性后在水处理方面的应用进展，着重说明其在重金属离子处理、印染废水处理中的应用。壳聚糖絮凝剂在水处理中应用极广，环境友好，从可持续发展角度来看有着巨大的发展潜力和研究意义。 关键词：壳聚糖的改性絮凝水处理 0 引言 水是人类生存最基本的需求，传统的水处理剂会在水中有残留，对人体健康及环境造成危害。因此，兼具环境友好、可再生、来源广泛的绿色水处理剂备受关注。而壳聚糖就是性能最为优异的的天然高分子材料之一。 壳聚糖是由自然界广泛存在的甲壳素经过脱乙酰作用得到的，又称脱乙酰甲壳素，一般而言，甲壳素的N-乙酰基脱去55％以上就可称为壳聚糖，其分子式为 (C 6H 11 NO 4 )N。壳聚糖结构中含有大量活泼的氨基和羟基，在酸性溶液中能形成阳离 子型聚电解质，有良好的絮凝作用；且可通过表面侵蚀、酶降解、溶解等多种降解方式进行可控性降解，无毒副作用；同时还具有很好的生物相容性、吸附性、吸湿性、成膜性、抵抗免疫反应性和抗菌性等，广泛应用于造纸、纺织、制革、工业废水处理；在医药、食品保健品等领域也发挥着巨大的作用。因此，壳聚糖是一种用途广泛且富开发价值的天然高分子絮凝剂。 然而，壳聚糖在实际应用中还存在一些不足，譬如：化学性质不活泼、溶解性较差、分子量相对较低等，在一定程度上限制了它的使用围。但因其结构中含有羟基、乙酰基和氨基等官能团，故可以利用烷基化、酯化、接枝、交联等改性方法来改善壳聚糖的性质，提高其性能，从而拓展应用围，得到更大的利用空间。 1 壳聚糖的改性在饮用水处理中的应用 饮用水的处理，目的是将水处理为对人体有生物安全性和化学安全性的水，同时水的浊度、色度、硬度、气味等给人的感受要好[1]。壳聚糖因其天然、无毒、安全性，在饮用水处理中显示了其独特的优越性。壳聚糖特有的分子结构，可有效去除水中的悬浮物、有机物、颜色和气味，可降低水中COD含量并减少水中毒副物质的产生；此外，壳聚糖可以有效吸附去除饮用水中重金属及其藻类物质；还可以去除无机絮凝剂处理后残留的铝离子，且能一定程度上抑制水中微生物的繁殖和生长，从而具有一定的杀菌作用[2]。 我国是世界上地方性氟中毒较严重的国家之一。氟离子是人体不可或缺的微
挤出机原理介绍
挤出机定义介绍 在塑料挤出成型设备中，塑料挤出机通常称之为主机，而与其配套的后续设备塑料挤出成型机则称为辅机。塑料挤出机经过100多年的发展，已由原来的单螺杆衍生出双螺杆、多螺杆，甚至无螺杆等多种机型。塑料挤出机（主机）可以与管材、薄膜、捧材、单丝、扁丝、打包带、挤网、板（片）材、异型材、造粒、电缆包覆等各种塑料成型辅机匹配，组成各种塑料挤出成型生产线，生产各种塑料制品。因此，塑料挤出成型机械无论现在或将来，都是塑料加工行业中得到广泛应用的机种之一。 塑料挤出机的工作原理 螺杆挤出机是塑料成型加工最主要的设备之一，它通过外部动力传递和外部加热元件的传热进行塑料的固体输送、压实、熔融、剪切混炼挤出成型。螺杆挤出机自诞生以来，经过近百年的发展，已由普通螺杆挤出机发展为新型螺杆挤出机。尽管新型螺杆挤出机种类繁多，但就挤出机理而言，基本是相同的。传统螺杆挤出机挤出过程，是靠机筒外加热、固体物料与机筒、螺杆摩擦力及熔体剪切力来实现的。“摩擦系数”和“摩擦力”，“粘度”和“剪应力”是影响传统螺杆挤出机工作性能的主要因素，由于影响“摩擦”和“粘度”的因素十分复杂，因此，传统螺杆挤出机挤出过程是一个非稳定状态，难以控制，对某些热稳定性差、粘度高的热敏性塑料尤为突出。自60年代以来，世界上各国学者对螺杆挤出机理进行了大量研究，也取得了明显的成就，但由于他们的研究大多局限于传统塑料挤出成型机理、机械结构形式和换能方式，因而一直未能取得重大突破。传统螺杆挤出机所存在的如体积庞大、能耗高、噪音大、产品质量提高难等一系列缺点没有得到根本解决。 塑料挤出机特点 1.模块化和专业化 塑料挤出机模块化生产可以适应不同用户的特殊要求，缩短新产品的研发周期，争取更大的市场份额；而专业化生产可以将挤出成型装备的各个系统模块部件安排定点生产甚至进行全球采购，这对保证整期质量、降低成本、加速资金周转都非常有利。 2.高效、多功能化 塑料挤出机的高效主要体现在高产出、低能耗、低制造成本方面。在功能方面，螺杆塑料挤出机已不仅用于高分子材料的挤出成型和混炼加工，它的用途已拓宽到食品、饲料、电极、炸药、建材、包装、纸浆、陶瓷等领域。 3.大型化和精密化 实现塑料挤出机的大型化可以降低生产成本，这在大型双螺杆塑料造粒机组、吹膜机组、管材挤出机组等方面优势更为明显。国家重点建设服务所需的重大技术装备，大型乙烯工程配套的三大关键设备之一的大型挤压造粒机组长期依靠进口，因此必须加快国产化进程，满足石化工业发展需要。 4.智能化和网络化 发达国家的塑料挤出机已普遍采用现代电子和计算机控制技术，对整个挤出过程的工艺参数如熔体压力及温度、各段机身温度、主螺杆和喂料螺杆转速、喂料量，各种原料的配比、电机的电流电压等参数进行在线检测，并采用微机闭环控制。这对保证工艺条件的稳定、提高产品的精度都极为有利。 塑料挤出机组成部分 塑料挤出机的主机是挤塑机，它由挤压系统、传动系统和加热冷却系统组成。 1.挤压系统挤压系统包括螺杆、机筒、料斗、机头、和模具，塑料通过挤压系统而塑化成均匀的熔体，并在这一过程中所建立压力下，被螺杆连续的挤出机头。 （1）螺杆：是挤塑机的最主要部件，它直接关系到挤塑机的应用范围和生产率，由高强度
异氰酸酯胶(PMDI)
异氰酸酯胶（PMDI） 异氰酸酯胶粘剂开发于20世纪50年代，80年代以来发展较快，至今己成为一个品种繁多、应用广泛的行业。1951年Deppe首先将异氰酸酯胶粘剂应用在刨花板的制备上。1973年美国Ellingson Lumber公司试制了用于室外的两面贴单板的MDI刨花板。Wilson J.B 和富田文一郎分别对异氰酸酯胶粘剂制造人造板的胶合强度、湿强度、粘弹性等性质进行了较深入的研究。随着异氰酸酯胶粘剂的优点逐渐被发现，其在木材中的应用也越来越广泛。我国已经开发出刨花板用异氰酸酯树脂胶粘剂；人造板用可乳化异氰酸酯树脂胶粘剂；胶接木材用异氰酸酯树脂胶粘剂等系列产品。国内的其它科研工作者也对异氰酸酯胶粘剂在木材中的应用做了大量的工作，北华大学时君友等人将玉米淀粉的酚化产物处理成乳液，在一定酸碱度条件下，与无毒无公害的合成橡胶胶乳共聚制成API胶的主剂，将多异氰酸酯化合物的异氰酸酯基封闭处理后，作为API胶的固化剂，制成双组分无醛耐水的API胶。用该胶压制的三层复合实木地板、机拼细木工板、胶合板及集成材等胶合制品，其理化性能指标完全达到有关标准要求。东北林业大学艾军等人1311用荧光显微技术和Dsc分析方法研究了人造板用异氰酸酯胶粘剂牢固的化学胶接，尤其用于农作物秸杆(麦草、稻草)的胶接可得到符合我国木质A类优等品标准的刨花板。唐朝发等人研究了低成本水性高分子异氰酸酯胶粘剂，将交联剂所用异氰酸酯用低温亚硫酸氢钠法进行封闭处理，使-NCO封闭率达到50%以上,同时加入一定量的DBP结果表明低成本API胶粘剂能够适应胶合板、细木工板的生产要求，所生产出的胶合板、细木工板性能满足国标要求。徐信武等研究了改性异氰酸酯对于稻草刨花板性能的影响。当密度超过0.75g/cm3时,稻草刨花板抗弯性能达到美国ASTM A208.1标准中M3级木质刨花板的要求。目前研究者们正在研究新型热塑性聚氨酯弹性树脂，干式复合用聚氨酯胶粘剂的研制，反应型阻燃聚氨酯改性酚醛胶粘剂，水基型聚氨酯改性丙烯酸酯系列胶粘剂等。 目前异氰酸酯胶粘剂在木材工业中的应用主要有如下几种形式：水性高分子异氰酸酯胶粘剂(API)；异氰酸酯预聚体胶粘剂;异氰酸酯共混复合胶粘剂、最常见的是异氰酸酯与脲醛树脂、单宁等的共混、多异氰酸酯单体直接做为胶粘剂使用，其中以水性高分子一异氰酸酯胶粘剂(API)、异氰酸酯预聚体胶粘剂应用最为广泛。 (l)、水性高分子一异氰酸酯胶粘剂(API)水性高分子一异氰酸酯胶粘剂(API)是以水溶性高分子(通常为醋酸乙烯酯乳液:PVAc)，乳液(通常为苯乙烯一丁二烯胶乳:SBR，聚丙烯酸酚乳液，乙酸乙酯一乙烯共聚乳液:EVA等)，填料(通常为碳酸钙粉末:CaCO3)为主要成分的主剂，和多官能团的异氰酸酯化合物(通常为P-MDI)为主要成分的交联剂所构成。两者混合产生的三维交联使其胶接耐水性大为提高，因此可将其作为高耐水性木材胶粘剂使用。API 胶粘剂在我国的应用开发较晚，起步于20世纪90年代，目前有生产厂家将其用于拼板胶的
异氰酸酯计算
聚氨酯计算公式中有关术语及计算方法 1. 官能度 官能度是指有机化合物结构中反映出特殊性质(即反应活性)的原子团数目。对聚醚或聚酯多元醇来说，官能度为起始剂含活泼氢的原子数。 2. 羟值 在聚酯或聚醚多元醇的产品规格中，通常会提供产品的羟值数据。 从分析角度来说，羟值的定义为：一克样品中的羟值所相当的氢氧化钾的毫克数。 在我们进行化学计算时，一定要注意，计算公式中的羟值系指校正羟值，即 羟值校正 = 羟值分析测得数据 + 酸值 羟值校正 = 羟值分析测得数据 - 碱值 对聚醚来说，因酸值通常很小，故羟值是否校正对化学计算没有什么影响。 但对聚酯多元醇则影响较大，因聚酯多元醇一般酸值较高，在计算时，务必采用校正羟值。 严格来说，计算聚酯羟值时，连聚酯中的水份也应考虑在内。 例，聚酯多元醇测得羟值为224.0，水份含量0.01%，酸值12，求聚酯羟值 羟值校正 = 224.0 + 1.0 + 12.0 = 257.0 3. 羟基含量的重量百分率 在配方计算时，有时不提供羟值，只给定羟基含量的重量百分率，以OH%表示。 羟值 = 羟基含量的重量百分率×33 例，聚酯多元醇的OH%为5，求羟值 羟值 = OH% × 33 = 5 × 33 = 165 4. 分子量 分子量是指单质或化合物分子的相对重量,它等于分子中各原子的原子量总和。 （56.1为氢氧化钾的分子量） 例，聚氧化丙烯甘油醚羟值为50，求其分子量。 对简单化合物来说，分子量为分子中各原子量总和。 羟值 官能度分子量1000 1.56??= 3366 50 1000 31.56=??= 分子量
如二乙醇胺，其结构式如下： CH 2CH 2OH HN < CH 2CH 2OH 分子式中，N 原子量为14，C 原子量为12，O 原子量为16，H 原子量为1，则二乙醇胺分子量为：14+4×12+2×16+11×1=105 5. 异氰酸基百分含量 异氰酸基百分含量通常以NCO%表示，对纯TDI 、MDI 来说，可通过分子式算出。 式中42为NCO 的分子量 对预聚体及各种改性TDI 、MDI ，则是通过化学分析方法测得。 有时异氰酸基含量也用胺当量表示，胺当量的定义为：在生成相应的脲时，1克分子胺消耗的异氰酸酯的克数。 胺当量和异氰酸酯百分含量的关系是： 6. 当量值和当量数 当量值是指每一个化合物分子中单位官能度所相应的分子量。 如聚氧化丙烯甘油醚的数均分子量为3000，则其当量值 在聚醚或聚酯产品规格中，羟值是厂方提供的指标，因此，以羟值的数据直接计算当量值比较方便。 %48174 2 42%=?=NCO TDI 的%6.33250 2 42%=?= NCO MDI 的% 4200NCO = 胺当量官能度 数均分子量当量值= 10003 3000 == 聚醚三元醇当量值羟值 当量值56100=
双螺杆挤出机分类及工作原理
双螺杆挤出机分类及工作原理 双螺杆挤出机可以从啮合与否、旋转方向是同向还是异向，螺杆轴线是否平行平行双螺轴线是否平行（1）、啮合型同向双螺杆挤出机： 由于同向旋转双螺杆在啮合处的速度相反，一根螺杆要把物料拉入啮合间隙，而另一根螺杆把物料从间隙中推出，结果使物料从一根螺杆转到另一根螺杆，呈“∞”形前进。由于啮合区间隙很小，啮合处螺纹和螺槽的速度方向相反，因此具有很高的剪切速度，有很好的自洁作用，即能刮去粘附在螺杆上的任何积料，从而使物料的停留时间很短，所以啮合型同向双螺杆挤出机主要多用于混炼和造粒。 （2）、啮合型异向旋转双螺杆挤出机在啮合异向旋转双螺杆挤出机中，两根螺杆是对称的，由于旋转方向不同，一根螺杆上物料螺旋前进的道路被另一根螺杆的螺棱堵死，不能形成“∞”字型运动。在固体输送部分，物料是近似的密闭“C”形小室的形态向前输送。但设计中将一根螺杆的外径与另一根螺杆的根径之间留有一定的间隙量，以便使物料能够通过。物料通过两螺杆之间的径向间隙时，受到强烈的剪切、搅拌和压延作用，因此物料塑化较好，同时它靠逐渐减小螺距来获得压缩比，多用于加工制品。 （3）、非啮合异向旋转双螺杆挤出机：应用比啮合型少，其工作机理不同于啮合型，但类似于单螺杆挤出机，即靠摩擦、粘性拖曳输送物料。物料除了向机头方向运动外，还有多种流动形式，见图：由于两根螺杆不啮合，之间径向间隙较大，存在有较大的漏流1；由于两螺杆螺棱的相对位臵是错开的,即一根螺杆的推力面的物料压力大于另一根螺杆拖曳面的物料压力，从而产生流动2，即物料从压力较高的螺杆推力面向另一根螺杆拖曳面的流动；同时随螺杆旋转物料在A处受到阻碍，产生流动3以及其他多种流动形式，所以在混料、排气、脱挥等方面有一定的应用。 （4）锥形双螺杆挤出机与平行啮合异向旋转双螺杆挤出机相比，由两螺杆及机筒形成的一系列C形室的体积由加料段至出料段逐渐减小，在加料段可以加入体积较大的粉状物料，随着螺杆变小，物料得到压缩，熔融。在出料段，因螺杆直径小，螺杆圆周速度小，故物料在这里承受的剪切速率较低，产生的摩擦热也小，适合加工热敏性物料，所以主要用于加工PVC粉料，直接加工成制品。 螺纹曲线修正方法介绍 根据理论可求出螺杆螺纹的理论轴向曲线，但理论曲线的啮合间隙值为0。前面已经介绍了螺杆啮合四种间隙，实际上啮合间隙曲线是通过对理论曲线进行一定的修正得到的：目的：形成较为均匀的几种啮合间隙间隙太大：漏流大，产量减小间隙太小，导致干摩擦，降低寿命；间隙均匀（等间隙），螺杆运转平衡自清理效果好。螺杆啮合曲线修正方法（三种方式，都在使用）（1）、单纯的径向间隙保证修正法：见图所示：原理：若设计中心距定为C L，在计算和作图时，把C L适当减小，留出径向间隙δr，再根据计算生成螺纹截面，但最后安装时仍按原理论中心距安装。即：生成曲线用C L’= C L-δr，安装螺杆采用C L。（2）径向和轴向啮合间隙修正： 原理：把理论螺旋曲线（轴向截面内）的曲线1（点划线）上的点以A为中心两边各自沿轴向外移（平移），如左边a点平移至a’点，得到图中曲线2（虚线），再将曲线2上所有点沿径向平移，如a’点平移到a”，得到实际曲线3（实线）。特点：只要轴向平移调整合适，几乎可做到轴向和径向等间隙，但螺纹实际沿螺槽法向啮合，故螺纹法向啮合间隙并非均等。(3)法向螺纹曲面法向等间隙修正（空间曲面几何学）关键点：法向方程推导计算机编程计算轴向修正量与径向的调整匹配原理：首先必须得到螺纹法向啮合曲线（三维方程）
聚磷酸铵的应用及研究进展
聚磷酸铵的应用及研究进展
目录 0. 前言 (3) 1. APP的改性 (3) 1.1 偶联剂改性 (4) 1.2 三氯氰胺改性 (4) 1.3 表面活性剂改性 (5) 1.4 微胶囊化处理APP (5) 2. APP应用 (6) 2.1 APP改性PE及研究进展 (6) 2.2 APP改性PS及研究进展 (7) 2.3 APP改性PU及研究进展 (7) 2.4 APP改性POM及研究进展 (7) 3. 研究方向 (8)
摘要：本文首先介绍了对与APP的偶联剂改性、微胶囊化、表面活性剂改性以及三聚氰胺改性四种改性方法；利用APP改性PE、PU、PS、POM的方法以及被改性后材料阻燃性能、力学性能等方便的提高以及生活中的应用、研究进展，最后还介绍了APP的发展前景以及研究方向。 关键词：APP；改性方法；PE；PS；POM；PU； 0. 前言 聚磷酸铵（简称APP）是膨胀型阻燃剂（IFR）的重要组成部分，具有酸源及气源双重功能，具有含磷量高、含氮量多、热稳定性好、近于中性、阻燃效果好等优点，已成为阻燃技术研究领域中的一个热点[1]。APP通式(NH4)n+2PnO3n+1，外观呈白色粉末状，分水溶性和水难溶性，其中聚合度n在10~20之间为水溶性，称为短链APP；n>20为水难溶性的长链APP。APP的阻燃机理是受热脱水后生成聚磷酸强脱水剂，促使有机物表面脱水生成炭化物，加之生成的非挥发性磷的氧化物及聚磷酸对基材表面进行覆盖，隔绝空气而达到阻燃的目的，同时由于APP含有氮元素，受热分解释放出CO2、N2、NH3等气体，这些气体不易燃烧，阻断了氧的供应，达到了阻燃增效和协同效应的目的。 但是，目前受生产制备条件的限制，一般得到APP的聚合度只有几十。因此，APP具有一定的水溶性，而且与高分子材料的相容性较差，无法满足相应的力学性能要求。因此，对于以APP为主的膨胀型阻燃剂的研究主要集中在以下3个方面：(1)研究新的合成方法和工艺，提高APP的聚合度；(2)对现有APP产品进行表面改性(或微胶囊化)；(3)开发膨胀型阻燃剂的高效协效剂。目的是设法提高膨胀型阻燃剂的阻燃效率，降低成本和添加量，改善其与有机材料的相容性，提高在潮湿环境下阻燃剂的抗溶出性能及APP的分解温度等。本文针对目前研究众多的APP为主的膨胀型阻燃剂的表面改性以及应用进行综述。 1. APP的改性 由于目前聚磷酸按的生产受到生产条件的限制，在生产工艺和设备落后的条件下，一般得到APP聚合度只有几十，而且其与有机材料的相容性不能完全达到相应的力学性能要求。另外，以APP为基础的膨胀型阻燃剂(IFR)在聚丙烯(PP)、
改性壳聚糖富集研究综述范文【精编】
改性壳聚糖富集研究综述 摘要:壳聚糖及其衍生物是一种天然高分子,随着对其研究的深入发展,涉及的内容和应用范围越来越广泛。本文综合概述了壳聚糖的结构、性质、富集及其化学改性的方法,简单介绍了它们的应用领域。 关键词:壳聚糖;富集;化学改性;应用。 引言: 壳聚糖具有许多独特的化学物理性质,根据其酸化、酉旨化和氧化、接枝与交联、经基化、经烷基化等反应还可制备成多种用途的产品,而且从氨基多糖的特点出发具有比纤维素更为广泛的用途。对壳聚糖的应用开发研究,自本世纪六十年代以来就十分活跃,近年来国际更是十分重视对它的深入开发和应用。通过对甲壳质和壳聚糖进行化学修饰与改性来制备性能独特的衍生物已经成为当今世界应用开发的一个重要方面。 1、壳聚糖及其改性吸附剂 壳聚糖(chitosan)是一种天然化合物,属于碳水化合物中的多糖,是甲壳素N-脱乙酰基的产物,其学名是β(1→4)-2-氨基-2-脱氧-D-葡萄糖。 壳聚糖本身的基本结构是葡萄糖胺聚合物,与纤维素类似。但因多了一个胺基,带有正电荷,所以使其化学性质较为活泼。且因其聚合分子结合键角度自然扭转之故,对于小分子或元素会发生凝集螫合作用。根据甲壳素脱乙酰化时的条件不同,壳聚糖的脱乙酰度和分子量不同,壳聚糖的分子量通常在几十万左右。但一般来说N-乙酰基脱去55%以上的就可称之为壳聚糖。 壳聚糖本身性质十分稳定,不会氧化或吸湿。鉴于壳聚糖及其衍生物具有优良的生理活性,在食品、生物制药、水处理方面显示出非常诱人的应用价值。近年来,国内外对壳聚糖的开发研究十分活跃。 2、壳聚糖富集工艺的研究现状 由于壳聚糖吸附剂有以上的优点,学者们对其富集的工艺已经有了较为深入的研究。 李斌,崔慧[1]研究了以壳聚糖作富集柱,稀H2SO4为洗脱剂,稀NaOH 为再生剂,火焰原子吸收光谱法简便、快速分离富集测定水中痕量Cu(Ⅱ)的方法,于波长325nm 处测定,检出限为20ng·ml-1,线性范围为10~20μg·ml-1。此法的优点在于简便、快速、选择性好、经济实用、效果良好。但由于壳聚糖易降解,在实际操作中存在着流速控制难,富集效果不均一,空白大的问题。
单双螺杆挤出机差别
单、双螺杆挤出机结构特点和工作原理的差异 挤出成型工艺是聚合物加工领域中生产品种最多、变化最多、生产率高、适应性强、用途广泛、产量所占比重最大的成型加工方法。挤出成型是使高聚物的熔体（或粘性流体）在挤出机螺杆的挤压作用下通过一定外形的口模成型，制品为具有恒定断面外形的连续型材。 挤出成型工艺适合于所有的高分子材料。几乎能成型所有的热塑性塑料，也可用于热固性塑料，但仅限于酚醛等少数几种热固性塑料。塑料挤出的制品有管材、板材、棒材、片材、薄膜、单丝、线缆包覆层、各种异型材以及塑料与其它材料的复合物等。目前约５０％的热塑性塑料制品是通过挤出成型的。此外挤出工艺也常用于塑料的着色、混炼、塑化、造粒及塑料的共混改性等，以挤出成型为基础，配合吹胀、拉伸等技术，又发展为挤出一吹塑成型和挤出拉幅成型制造中空吹塑和双轴拉伸薄膜等制品。可见挤出成型是聚合物成型中最重要的方法。 挤出设备有螺杆挤出机和柱塞式挤出机两大类，前者为连续式挤出，后者为间歇式挤出，主要用于高粘度的物料成型，如聚四氟乙烯、超高分子量聚乙烯。螺杆挤出机可分为单螺杆挤出机和多螺杆挤出机。单螺杆挤出机是生产上最基本的挤出机。多螺杆挤出机中双螺杆挤出机近年来发展最快，其应用日渐广泛。目前，在ＰＶＣ塑料门窗型材的加工中，双螺杆挤出机已成为主要生产设备，单螺杆挤出机将被逐步淘汰。但在其它聚合物的挤出加工中，单螺杆挤出机仍占主导地位。二者有各自的特点： 单螺杆挤出机： ●结构简单，价格低。 ●适合聚合物的塑化挤出，适合颗粒料的挤出加工。对聚合物的剪切降解小，但物料在挤出机中停留时间长。 ●操纵轻易，工艺控制简单。双螺杆挤出机：
●结构复杂，价格高。 ●具有很好的混炼塑化能力，物料在挤出机中停留时间短，适合粉料加工。 ●产量大，挤出速度快，单位产量耗能低。 在ＰＶＣ塑料门窗型材生产中，采用双螺杆挤出机与单螺杆挤出机的生产工艺为见页下）： 可以看出，单螺杆挤出机适合粒料加工，使用的原料是经造粒后的颗粒或经粉碎的颗粒料。双螺杆挤出机适合粉料加工，可以直接使用混合好的ＰＶＣ料，减少了造粒的工序，但多了废物的磨粉工序。近几年，国产双螺杆挤出机的质量已基本达到进口双螺杆挤出机的水平，价格仅为进口机的１／３～１／５。由于双螺杆挤出机的产量大，挤出速度快，一般可达到２～４米／分钟，适合ＰＶＣ塑料门窗型材的大规模生产。而单螺杆挤出机一般只用作小型辅助型材生产，挤出速度仅为１～２米／分钟，很多的ＰＶＣ型材加工厂已淘汰了单螺杆挤出机，改用双螺杆挤出机一模多腔生产小型辅助型材。 挤出机的基本工作原理是将聚合物熔化压实，以恒压、恒温、恒速推向模具，通过模具形成产品熔融状态的型坯。但单螺杆挤出机与双螺杆挤出机结构不同，工作原理不同，其控制的工艺条件也不相同。 单螺杆挤出机 结构特点 单螺杆挤出机是由传动系统、挤出系统、加热和冷却系统、控制系统等几部分组成（另外还有一些辅助设备）。其中挤出系统是挤出成型的关键部位，对挤出的成型质量和产量起重要作用。挤出系统主要包括加料装置、料筒、螺杆、机头和口模等几个部分（如图３所示）。下面仅就挤出系统讨论挤出机的基本结构及作用。 PVC树脂 ＋—→称量计量—→高速混合—→冷却混合—→双螺杆挤出机挤出 —→冷却定型—→ 各种助剂↓ ↑单螺杆挤出机造粒—→单螺杆挤出机 挤出—┘