工程论文哪里有？本文选用在制备RPUF过程中添加阻燃剂的方法提高RPUF的阻燃性能。故本文目标为开发一种适用于RPUF的多功能符合阻燃体系。基于这一研究目标，本文选择可膨胀石墨（EG）、聚磷酸铵三聚氰胺（MPP）和低熔点玻璃粉（LGP）作为阻燃剂，在制备RPUF的过程中添加，探究该阻燃复合填充材料体系的协同作用机理。
第一章绪论
1.2国内外研究现状
通过阅读文献可知，大量报道均使用了在制备RPUF的过程中添加阻燃剂的方法改善RPUF的阻燃性能[20]。所以阻燃剂的选择至关重要，而当前制备RPUF所用的阻燃剂大致可分为四类：卤系阻燃剂、膨胀系阻燃剂、磷系阻燃剂和陶瓷化阻燃材料。卤系阻燃剂在受热时会发生分解，生成气态卤化氢（HX）。在高温环境中，这些卤化氢能够与燃烧过程中产生的活性自由基发生反应，从而中断链式反应，达到阻燃效果。值得注意的是卤化氢的酸性特性还能促使材料脱水并形成碳化层，进一步增强防火性能[21-22]。因此加入卤系阻燃剂可使RPUF阻燃性能极好，但是卤系阻燃剂未大量使用的原因是：卤系阻燃剂发生燃烧时会产生大量的毒气，对人们的身体安全以及环境方面带来了较大的危害[23]，因此限制了其在可持续发展战略条件下的应用[24]。近年来，国际环保组织禁止了含卤阻燃剂的使用[25]，因此发展研究无卤阻燃性硬质聚氨酯泡沫材料更符合如今的社会发展[26]。而膨胀系阻燃剂、磷系阻燃剂和陶瓷化阻燃材料均为无卤阻燃剂。故本研究在选择阻燃剂时，重点考虑该三类阻燃剂。以下为关于制备RPUF使用该三类阻燃剂的研究现状。
第三章发泡剂的选择及用量研究
3.1发泡剂的选择
在制备硬质聚氨酯泡沫塑料（RPUF）的过程中，除聚醚多元醇和二苯基甲烷二异氰酸酯等原料以外，发泡剂为不可或缺的部分，原因为：
（1）泡沫结构的形成：通过特定的化学反应或物理相变，发泡剂能够持续释放气体，使反应体系产生均匀膨胀，最终形成具有规则细胞结构的泡沫体。不仅使RPUF的质量更低。值得注意的是，由于封闭在孔隙内的气体导热系数极低，能够有效阻断热传导、对流和辐射，从而展现出RPUF出色的导热性能。
（2）降低密度：发泡剂在制备RPUF中的反应过程会产生气体，气体在材料内部形成气泡，以此降低了材料的密度。密度降低可以使所制备的RPUF更轻，在隧道围岩的使用过程中对其他结构的压力更小。而且通过发泡剂作用，RPUF发生膨胀反应，减少单位体积所需的原材料量降低了成本。
（3）控制反应过程：改变发泡剂的类型和用量，可以精确控制反应体系的发泡速度、膨胀倍率和反应温度等关键参数。这种调节作用对于确保所制备的RPUF的均匀性和稳定性至关重要。不仅能够有效防止因局部过热导致的材料降解或性能下降等一系列负面影响，还可以优化泡孔结构，提高泡孔的均匀性和闭孔率，从而进一步提升RPUF的整体性能。
鉴于发泡剂在RPUF制备过程中的多重关键作用，其选择标准需要综合考虑多个因素。目前，RPUF制备中常用的发泡剂主要包括物理发泡剂（如HCFCs、HFCs、液态CO2等）和化学发泡剂两大类。由于本文使用化学发泡法，故使用化学发泡剂，如下所述。
第五章阻燃剂组合配比试验
5.1 EG-MPP组合配比试验
为了研究EG与MPP混合的最优配比制定实验组F组，并测量试样的极限氧指数，该组详细配比如表5.1所示。
通过图5.1可知，EG与MPP混合制备RPUF的极限氧指数要优于单独添加EG和MPP制备的RPUF。数据表明，在EG:MPP=2:1的配比条件下，RPUF的LOI阻燃性能得到了大幅度的提升。其机理为：
EG与MPP在阻燃过程中其阻燃机理不同，但又不相互矛盾，反而各自发挥优势。MPP通过分解产生不燃气体和焦炭层来稀释可燃气体和隔绝空气，而EG则通过形成膨胀炭层来增强隔热隔氧效果。两者的结合使得阻燃体系更加完善，阻燃效果显著提升，并由于两者单独加入RPUF中。
5.2 EG-MPP-LGP配比试验
对进行EG、MPP与LGP三种阻燃剂的配比试验中。通经过前期的深入研究和分析，已经明确界定了EG的添加量为26%，MPP的添加量为13%，在此基础上，为了进一步探究LGP添加量对整体性能的影响，制定试验组H，仅调整LGP的添加量作为变量。并测定所制备RPUF的LOI、导热系数和压缩强度。具体配比如表5.5所示。
第六章结论与展望
6.2展望
本研究聚焦于隧道围岩填充材料，选取了我国常用的硬质聚氨酯泡沫（RPUF）作为研究对象。受作者研究能力所限，本研究未将其他类型填充材料在隧道环境中的作用效果纳入对比分析。未来研究可在此方向深入探索，以期发掘综合性能更优的填充材料，使其在满足优异力学性能与保温性能的基础上，同时具备更高的阻燃性能。
本文所研究的硬质聚氨酯泡沫采用化学发泡法制备。聚合物的燃烧机理本身极为复杂，涉及多种化学反应在相变过程中的交织作用。尽管本研究取得了一定成果，但仍存在不足之处。实验设计主要考察了多种因素对试样性能的单因素影响，而未充分考虑因素间可能存在的交互作用。建议后续研究采用正交试验设计等方法，以更科学地探究多因素耦合效应。此外，本文对RPUF在燃烧过程中微观形貌演变及化学成分变化的观测与分析尚显不足。深入此方面的研究，将有助于更系统、科学地解析各类添加剂在RPUF中发挥阻燃作用的机制，为材料阻燃性能的优化提供坚实的理论支撑。
本实验评估了试样的阻燃、保温及力学等多个性能目标，但未对这些目标进行量化整合。建议引入各性能指标的权重系数，构建样本综合性能的量化评价体系，为材料的筛选与优化提供更客观的理论依据。
本研究虽达成了预设目标，成功制备出综合性能较优的硬质聚氨酯泡沫，并具备理论上的实际应用潜力，但尚未评估其实际应用的经济可行性，缺乏相关的成本分析。未来工作可在此方向深化，在材料成本核算的基础上，综合考量加工费用及环境影响等因素，力求开发出兼具高安全性、优异性能和更低成本的隧道填充材料。
参考文献（略）
