1. 研究目的与意义（文献综述）

硬质聚氨酯泡沫塑料（rpuf）因其具有低密度、低导热系数、隔热保温性能好、较好的尺寸稳定性及较低的成本等优点，而广泛的应用于建筑外墙保温、冷库隔热材料、电气工程、国防科技等领域。但是耐热性能差且易燃烧等致命缺点限制其安全发展和应用。因此，在保持其原有的优良性能的基础上，寻求新的引入方法以提高聚氨酯硬泡的耐热性能和阻燃性能成为了亟待解决的问题^[1,2]。

有机硅化合物含有si-c键、且至少有一个有机基是直接与硅原子相连的化合物，习惯上也常把那些通过氧、硫、氮等使有机基与硅原子相连接的化合物也当作有机硅化合物。在聚氨酯分子链段中通过共混或共聚改性引入有机硅，可得到耐热性能优良的聚氨酯^[3]。近年来，许多研究者致力于有机硅改性聚氨酯的研究，并已获得相关理论和综合性能优异的材料。詹彪、谭宝华等人^[4]研究羟基硅油（pdms）对水性聚氨酯（wpu）性能的影响，分析表明pdms的加入使wpu的初始分解温度提高，且随着pdms用量的增加其热稳定性增强，当pdms质量分数达15.9%时，wpu胶膜失重5%的温度为279℃，提高了36℃。邓茂盛^[3]以羟丙基硅油（ho-pdms）和侧氨基聚硅氧烷（nh2-pdms）为改性剂合成了两种不同改性硅氧烷封端的聚氨酯，研究发现nh2-pdms改性pu的硅氧烷链悬挂在主链之外，和ho-pdms改性pu的内嵌于主链之中相比，有较高的活动性，硅链向表面迁移，保护了内部聚合物的燃烧，提升了pu的热稳定性。

聚氨酯硬泡分子链含有大量可燃烧碳氢分子链段，且由于泡沫比表面积大，密度小会加速其燃烧，其氧指数（oi）在16%-18%之间，属于易燃材料。因此，寻求合适的阻燃剂以制备耐热阻燃聚氨酯硬泡显得尤为重要^[5]。根据所加阻燃剂是否与泡沫基体反应，可将其分为添加型阻燃剂和反应型阻燃剂。m. thirumal^[6]研究发现聚氨酯泡沫的阻燃性能（极限氧指数和残炭率）随着膨胀石墨的加入而提升，且填充大粒径膨胀石墨（300um）比粒径小石墨（180um）的puf有更好的力学性能和阻燃性能。膨胀石墨通过吸热膨胀在聚氨酯硬泡材料表面形成了绝热隔氧的蠕虫状膨胀炭层，从而起到阻燃作用，是广泛应用的一类阻燃剂^[7,8]。聚磷酸铵（app）也是一类优良的阻燃剂，李智等人^[9]以据磷酸铵/膨胀石墨（app/eg）为阻燃剂制备高阻燃rpuf，结果表明app/eg存在着良好的协同阻燃作用，所制备rpuf的极限氧指数（loi）可达到35.4%。三氧化钼可促使rpuf体系交联成碳，起到抑烟阻燃效果^[10,11]。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

材料制备：羟基硅油与聚氨酯共聚改性制备耐热型有机硅改性聚氨酯硬泡；通过添加聚磷酸铵和膨胀石墨制备耐热阻燃聚氨酯硬泡复合材料；加入白云母以得到可瓷化聚氨酯硬泡。

性能研究：通过红外光谱、tga分析、热导率分析仪、万能试验机、极限氧指数测试、xrd、xps和sem等技术方法对有机硅改性聚氨酯泡沫进行结构表征及性能分析。

3. 研究计划与安排

第1－3周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告。

第4－6周：按照设计方案，制备有机硅改性聚氨酯泡沫复合材料，并对其性能进行表征。

第7－10周：制备阻燃耐热聚氨酯泡沫复合材料，并对其性能进行研究。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]zhang l, zhang m, zhou y, et al. the study of mechanical behavior and flame retardancy of castor oil phosphate-based rigid polyurethane foam composites containing expanded graphite and triethyl phosphate[j]. polymer degradation and stability, 2013, 98(12): 2784-2794.

[2] 应宗荣, 黄瑞娇, 疏芳, 等. 硬质聚氨酯泡沫复合改性研究进展[j]. 工程塑料应用, 2013, 41(2): 111-115.

[3]邓茂盛. 有机硅改性聚氨酯胶粘剂的合成研究[d]. 中北大学, 2010.