材料阻燃（精选12篇）
材料阻燃 篇1
高抗冲聚苯乙烯(HIPS)在家电行业、交通行业和建材行业有着广泛应用,但HIPS阻燃性差,其产品在使用中安全隐患很大,因此,对其产品的阻燃要求不断提高[1,2]。
虽然反应型阻燃剂给高分子基材料的力学性能带来的不利影响很小,但利用该类阻燃剂制备阻燃材料的工艺条件要求较高,所制备的阻燃材料成本较高;有机添加类阻燃剂通常会增大燃烧过程中阻燃材料有毒有害气体的产生量。无机添加类阻燃剂虽然也存在一定的不足,但是该类阻燃剂毒性低或是无毒、存放时不挥发、不易从产品中析出、分解物中无腐蚀性气体产生,且该类阻燃剂的生产原料充足、价格便宜。所以,在聚合物的低烟、无卤阻燃中得到大量应用[3,4,5]。
高性能纳米氢氧化铝(纳米-CG-ATH)与HIPS分解温度匹配,其在分解过程中吸收的热量很多,这一分解过程起到了延缓HIPS降解的作用,且纳米-CG-ATH分解后会产生大量的H2O和CO2,所产生的这些不燃性气体可降低HIPS周边环境中可燃性气体及O2的含量,延缓HIPS的燃烧。包覆红磷(ERP)是一类环境友好型阻燃剂,在含氧元素的高聚物中阻燃效果非常好;在无氧元素的高聚物中,与分解时能够放出水蒸汽的阻燃剂并用有很好的阻燃效果。本研究考察了ERP和纳米-CG-ATH对HIPS基材料机械性能、热稳定性和燃烧性能的影响,并对阻燃HIPS基材料的阻燃机理进行了讨论。
1实验部分
1.1原料
高抗冲聚苯乙烯(HIPS,476L型),扬子石油化工有限公司;高性能纳米氢氧化铝(纳米-CG-ATH),北京化工大学;包覆红磷(ERP,340B型),蓝星中蓝晨光化工研究院有限公司; 偶联剂(NDZ-201型),南京道宁化工有限公司;抗氧剂(1010型),市售。
1.2仪器
双螺杆挤出机(TSSJ25/40型),南京科瑞隆机电设备有限公司;注射机(JN88E型),宁波通用塑料机械制造有限公司;极限氧指数仪(ZR-1型),青岛山纺仪器有限公司;水平垂直燃烧仪(ZR-02型),青岛山纺仪器有限公司;简支梁冲击实验机(XJJ-50型),承德大华实验机有限公司;台式微机控制电子万能实验机(CMT6000型),美国MTS公司;同步热分析仪(STA-449F3型),德国耐驰公司;扫描电镜(SEM,LTDx-650型),日本日立集团公司;红外光谱仪(FT-IR,Frontier型),美国PE公司。
1.3材料制备
把纳米-CG-ATH制成7% (wt,质量分数,下同)的水浆液,搅拌条件下升温至预定值,再把偶联剂加入到浆液中,反应一段时间后,抽滤、烘干,得到改性纳米-CG-ATH。
将ERP、改性纳米-CG-ATH、抗氧剂和HIPS按配方预混,于挤出机中造粒,最后将粒料注塑成试样。
1.4性能测试
垂直燃烧等级按ISO 1210—1992测试;极限氧指数按GB/T 2406—1993测试;弯曲模量按GB/T 9341—2000测试; 拉伸强度按ASTM D638—81测试;冲击强度按GB/T 1043— 1993测试;利用红外光谱仪研究HIPS/纳米-CG-ATH/ERP (三者含量分别为68%/20%/12%)材料的结构及其高温加热后的结构;利用热分析仪研究HIPS复合材料在O2中的热失重行为;利用扫描电镜研究HIPS复合材料的炭层形貌。
2结果与讨论
2.1纳米-CG-ATH对HIPS基材料阻燃和力学性能的影响
固定ERP的量,变化纳米-CG-ATH含量,研究HIPS基材料阻燃和力学性能的变化情况,结果如表1所示。由表可知,当纳米-CG-ATH含量增加时,材料的极限氧指数(LOI)随之增大,但增大效果不明显,当纳米-CG-ATH含量增加到20%时,LOI达到27.0%,与未添加纳米-CG-ATH的材料相比,仅增加了3.0%。高纳米-CG-ATH含量为15% 时,阻燃性能达V-1评判标准,其含量为20%时,阻燃性能即达V-0评判标准。不难看出,纳米-CG-ATH与ERP很适合复配阻燃。 纳米-CG-ATH对材料的冲击强度产生较大的负面影响,其含量从0变到15% 时,冲击强度下降3.82kJ/m2,下降幅度达61.71%。再加大纳米-CG-ATH含量,冲击强度降低程度明显变小。从研究结果可知,纳米-CG-ATH会使HIPS基材料韧性变坏。纳米-CG-ATH含量增加时,材料的拉伸强度先稍有上升然后稍有下降,但总体影响很小。从表1中还可以看出,纳米-CG-ATH含量增加时,HIPS基材料的弯曲模量显著上升。当纳米-CG-ATH含量从0变到20%时,材料的弯曲模量增加了659.94MPa,增幅为34.40%。
2.2 ERP对HIPS基材料阻燃和力学性能的影响
固定纳米-CG-ATH含量,变化ERP含量,研究HIPS基材料阻燃和力学性能的变化情况,结果如表2。
由表可知,材料的LOI随ERP的加入持续增加,当ERP含量为12%时,材料的LOI为27.0%,较无ERP时的LOI增加了4.6%。ERP含量为9%时,阻燃性能达V-1评判标准, 其含量为12%时,阻燃性能即达V-0评判标准。随着ERP含量的增大,复合材料的冲击强度不断降低。ERP含量不超过6%时,其对材料的韧性产生的不利影响较大,其间材料冲击强度下降42.18%。ERP含量高于6%时,对冲击强度的影响逐渐减弱。ERP含量增大时,HIPS基材料的拉伸强度先稍有上升而后开始下降,但总体变化不大。ERP含量从0变到12%的过程中,HIPS基材料的抗弯性能明显增强,增幅达24.96%。
2.3 HIPS基材料阻燃机理
2.3.1 HIPS基材料的热失重分析
图1为HIPS的热分解曲线图。不难看出,HIPS经过一步就完全分解。与HIPS基体相比,添加有纳米-CG-ATH或ERP或纳米-CG-ATH和ERP复合材料的起始分解温度有所降低,分解过程也发生了变化。当20%纳米-CG-ATH加入到HIPS基体中时,所得HIPS/纳米-CG-ATH复合材料的分解过程分两步进行:第一步分解速度快,是主分解过程;第二步是不稳定性残余物的进一步分解过程。对于添加了ERP的HIPS,分解过程经历了3个阶段:第一阶段分解速率快,质量损失比重大,是材料的热氧主分解过程;第二阶段质量出现了些许的增加,是红磷发生氧化反应的结果;第三阶段分解速率慢,质量损失比重小,是不稳定残余物的分解过程。分解过程结束后,添加有纳米-CG-ATH和ERP两种物质的材料残余量最多,而残余物具有隔热层的功能,有助于阻燃。
2.3.2 HIPS基材料的炭层形貌分析
图2为高抗冲聚苯乙烯材料的炭层形貌SEM图。由图2 (a)和(b)可以看出,仅添加12% ERP或20% 纳米-CG-ATH的材料形不成完整的炭层。而添加有12% ERP和20%纳米- CG-ATH的材料形成的炭层很完整[图2(c)]。很明显,将ERP和纳米-CG-ATH并用有助于紧密炭层的形成,该炭层具有隔绝可燃性气体和O2及隔热的功能。
[(a)HIPS/ERP(88%/12%);(b)HIPS/纳米-CG-ATH(80%/20%);(c)HIPS/纳米-CG-ATH/ERP(68%/20%/12%)]
2.3.3 HIPS基材料的FT-IR分析
图3为HIPS/纳米-CG-ATH/ERP(68%/20%/12%)复合材料及其热处理后的FT-IR谱图。 图3(a)中,1716和3671cm-1处是纳米-CG-ATH中羰基和羟基的吸收峰,2850和3060cm-1间的吸收峰归属于C—H键,1601cm-1处是芳环中C=C键的吸收峰。
[(a)未处理;(b)400℃处理;(c)500℃处理;(d)600℃处理]
图3(b)为HIPS/纳米-CG-ATH/ERP(68%/20%/12%) 复合材料400℃ 处理后的FT-IR谱图。 与未处理材料的FT-IR谱图相比,经400℃处理后的FT-IR谱图基本没有发生变化。这表明,经400℃ 处理后HIPS/纳米-CG-ATH/ERP (68%/20%/12%)复合材料中各组分的基团性质基本没有发生变化。
在图3(c)中,纳米-CG-ATH中羰基和羟基的吸收峰基本消失。这表明,经500℃ 处理后纳米-CG-ATH已基本分解完全。经500℃处理后,C—H键的吸收峰和芳香环中C= C双键的吸收峰也消失了。除此之外,在3410、1620和1150cm-1处出现了H3PO4的吸收峰,在933cm-1处出现了P—O—C基团的吸收峰。该结果说明,经500℃ 处理后,红磷与O2、H2O反应生成了H3PO4,且部分H3PO4和材料中的高聚物反应生成含P—O—C基团的物质。
与经500℃处理后的FT-IR谱图相比,经600℃处理后的FT-IR谱图中,在752cm-1处出现了P—O—P基团的吸收峰。 这表明,部分H3PO4脱水形成了聚偏磷酸类物质。
FT-IR分析结果表明,HIPS/纳米-CG-ATH/ERP(68%/ 20%/12%)复合材料之所以阻燃性优异,是因为在高温环境中生成了H3PO4、聚偏磷酸类物质及含P—O—C和P—O—P稳定结构的物质。
3结论
纳米-CG-ATH和ERP很适宜进行复配阻燃,当纳米- CG-ATH含量为20%、ERP含量为12% 时,HIPS基材料的LOI达到27.0%,阻燃性能达V-0评判标准;该材料在高温环境中产生的H3PO4和聚偏磷酸等物质及含P—O—P和P— O—C基团的物质助其表现出色的阻燃性;该材料的耐热、抗弯和抗拉性能均不错,但韧性还需提高。
摘要：利用熔融共混法制备高抗冲聚苯乙烯(HIPS)/包覆红磷(ERP)/高性能纳米氢氧化铝(纳米CG-ATH)材料,研究了ERP、纳米CG-ATH对HIPS基材料机械性能、热稳定性和燃烧性能的影响情况;通过扫描电子显微镜(SEM)观察了HIPS基材料经过燃烧之后的炭层情况;利用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)研究了HIPS/纳米CG-ATH/ERP[三者含量分别为68%/20%/12%(wt,质量分数,下同)]复合材料及其在不同温度下热处理过的残留物结构。结果表明:ERP和纳米CG-ATH间的协同阻燃效果很好,当ERP为12%、纳米CG-ATH为20%时,HIPS基材料的UL-94垂直燃烧级别达V-0,极限氧指数(LOI)达到27%;该材料的热稳定性、弯曲性能和拉伸性能均较好,但冲击性能需要进一步提高。
关键词：高抗冲聚苯乙烯,阻燃,阻燃机理,性能
参考文献
[1]Morgany Er B,Harris Richard H,Kashiwagi Takashi,et al.Flammability of polystyrene layered silicate(clay)nanocomposites:carbonaceous char formation[J].Fire and Materials,2002,26(6):247-253.
[2]Morgan Alexander B,Chu Lilong,Harris Joseph D.A flammability performance comparison between synthetic and natural clays in polystyrene nanocomposites[J].Fire and Materials,2005,29(4):213-229.
[3]Ning Yong,Guo Shaoyun.Flame-retardant and smoke-suppressant properties of zinc borate and aluminum trihydrate-filled rigid PVC[J].Journal of Appllied Polymer Science,2000,77(14):3119-3127.
[4]Chang Zhihong,Guo Fen,Chen Jianfeng.Synergic flame retardancy mechanism of Montmorillonite in the nanosized Hydroxyl Aluminum Oxalate/LDPE/EPDM system[J].Polymer,2007,48(10):2892-2900.
[5]Du Xiaohua,Yu Haiou,Wang Zhe,et al.Effect of anionic organoclay with special aggregate structure on the flame retardancy of acrylonitrile-butadiene-styrene/clay composites[J].Polymer Degradation and Stability,2010,95(4):587-592.
材料阻燃 篇2
本文着重研究了水镁石短纤维增强HDPE/EPDM复合材料的力学性能、介电性能以及水镁石短纤维的阻燃效果,对水镁石短纤维和粒状无卤阻燃剂填充HDPE/EPDM复合体系的`拉伸性能、介电性能和阻燃效果进行了对比研究.并采用动态力学谱、SEM等方法对该体系的微观结构进行了分析,结果表明,水镁石短纤维对复合体系除具阻燃作用外,还具有显箸的增强作用.
作 者：张显友 吕明福 盛守国 赵志海 张志谦 Zhang Xianyou L?Mingfu Sheng Shouguo Zhao Zhihai Zhang Zhiqian 作者单位：张显友,盛守国,赵志海,Zhang Xianyou,Sheng Shouguo,Zhao Zhihai(哈尔滨理工大学材料科学与工程学院,哈尔滨,150040)
吕明福,L?Mingfu(北京化工研究院)
张志谦,Zhang Zhiqian(哈尔滨工业大学,哈尔滨,150001)
有机阻燃剂的阻燃原理及应用 篇3
文献标识码：B文章编号：1008-925X(2012)07-0099-02
【前言】阻燃科学技术是为了适应社会安全生产和生活的需要，预防火灾发生，保护人民生命财产而发展起来的一门科学。阻燃剂是阻燃技术在实际生活中的应用，广泛应用于各类装修材料的阻燃加工中，合理的材料阻燃剂处理成为减少火灾的战略措施之一。1987年美国国家标准局进行了一系列试验，比较了五种典型塑料制品的阻燃试样及未阻燃试样的火灾危险性：试验的结果是阻燃剂有效降低了材料燃烧时的质量损失速度，给发生火灾提供了充分的救援时间，减少了毒气的排放量等。总之，阻燃材料的火灾安全特性在很多方面都明显高于其他未阻燃的材料，为安全生产提供了可靠保障。
摘要:本文通过对1、聚合物的阻燃机理；2、阻燃剂的种类；3、阻燃剂的应用四个方面的介绍，以了解与认识阻燃剂为目的，进而明确阻燃剂在生产中运用的及发展前景。
1概述
阻燃剂又称难燃剂，耐火剂或防火剂，是赋予易燃聚合物难燃性的功能性助剂；阻燃剂目前主要有有机和无机，卤素和非卤。有机是以溴系、磷氮系、氮系和红磷及化合物为代表的一些阻燃剂，无机主要是三氧化二锑、氢氧化镁、氢氧化铝，硅系等阻燃体系。主要适用于有阻燃需求的塑料，延迟或防止塑料尤其是高分子类塑料的燃烧。使其点燃时间增长，难以点燃。
随着中国合成材料工业的发展和应用领域的不断拓展，阻燃剂在化学建材、电子电器、交通运输、航天航空、日用家具、室内装饰、衣食住行等各个领域中具有广阔的市场前景。
国内阻燃剂的品种和消费量还是以有机阻燃剂为主，无机阻燃剂生产和消费量还较少，阻燃剂中最常用的卤系阻燃剂虽然具有其他阻燃剂系列无可比拟的高效性，但是它对环境和人的危害是不可忽视的。环保问题是助剂开发和应用商关注的焦点，所以国内外一直在调整阻燃剂的产品结构，加大高效环保型阻燃剂的开发。
2聚合物的燃烧机理
高聚物的燃烧过程是一个剧烈的热氧化过程，这一复杂的过程可分为以下五个阶段：
(1)加热阶段 此阶段是由外部热源产生热量给予聚合物，使聚合物升温。聚合物的升温取决于该物质的理化特性和其与热源的接触面积等因素。(2)分解阶段 当聚合物升温至一定值时，开始发生化学键的断裂，产生可燃气体、固液态产物和不完全燃烧的烟尘粒子等。(3)着火阶段 当分解阶段的可燃气体达到一定的浓度，且温度也达到其燃点与闪点，并有足够的氧或氧化剂存在时，可燃气体被点燃，开始燃烧。(4)燃烧阶段 燃烧释放的能量和活性游离基引起的链锁反应，燃烧自动传播与扩展，火焰愈来愈大。(5)火焰传播阶段 在这一阶段，材料的表面过于暴露，会使火焰传播加快。
3阻燃机理
维持燃烧的三要素是可燃物，热和氧。干扰其中之一，即可抑制燃烧。阻燃剂是通过若干机理发挥其阻燃作用的，如吸热作用、覆盖作用、抑制链反应、不燃气体的窒息作用等。多数阻燃剂是通过若干机理共同作用达到阻燃目的。
3.1卤系阻燃剂的阻燃机理 其主要是通过捕获自由基，抑制气相中的链支化反应而实现的。近代研究指出，卤系阻燃剂还具有凝聚相阻燃作用，一些含卤化合物在高温释放的卤化氢可与凝聚相化合物环化缩合，从而形成保护层，阻止周边材料的氧化裂解。
3.2卤—锑协同效应体系的阻燃机理 高温下三氧化二锑和卤化物分解放出的卤化氢作用生成SbOCL。其产生的表面效应能散射大量热量，使燃烧速度减缓，并且反应中形成的交联聚合物提高了材料的热稳定性。
3.3有机磷系阻燃剂的阻燃机理 此处以凝聚相作用为主。磷化物受热分解生成磷的含氧酸，这些酸对多羟基化合物的脱水使材料炭化，焦炭层起到了阻燃的效果。
3.4氢氧化镁和氢氧化铝的阻燃机理 其主要机理是氢氧化铝(镁)的分解吸热减缓和阻止了燃烧。
3.5硼酸盐的阻燃机理 它是一个多功能阻燃剂，具备前几种阻燃剂的阻燃机理的同时，还具有改善炭层的质量的功效，从而达到阻燃的目的。
4 阻燃剂的种类
4.1卤系阻燃剂 它是全球产量最大的有机阻燃剂之一，主要包括溴系和氯系两大类，常用的有多溴二苯醚、溴代苯酚、四溴双酚类、卤代邻苯二甲酸酐类、双环辛烷、全氯五环癸烷、绿化石蜡、氯化聚乙烯等，它们的阻燃机理相同，其中以溴系阻燃剂为主。而此处我们主要讨论应用最广泛的溴系阻燃剂―十溴二苯醚。
它具有极好的热稳定性，极高的溴含量和纯度，而且制造工艺简单，价格较低工业十溴二苯醚为白色粉末，熔点300—310℃，溴含量83％，密度3.25g每立方厘米。十溴二苯醚可用于聚乙烯、聚丙烯ABS树脂、聚对苯二甲酸丁二醇酯等制品中。如与三氧化二锑并用阻燃效果更佳。多溴二苯醚还有八溴二苯醚、五溴二苯醚等。然而，这种阻燃剂也引发了问题，那就是“二噁英问题”的发现对这类溴系阻燃剂的应用带来了很大冲击。1986年瑞士科学家发现，多苯二苯醚热裂或燃烧时，生成有毒的二恶烷，同年德国的实验也证明了该有毒物质的生成。这一问题引起了全球阻燃界的普遍关注，这就是西方国家所称的“二噁英”问题。德国、荷兰从20世纪90年代起限制多溴二苯醚的应用，也不欢迎其他的溴系阻燃剂。但美国、日本、以色列等国对“二噁英问题”并不那么敏感，他们认为该有害物质产生的特定环境甚少，并不构成对人体和环境的實际威胁。
4.2有机磷系阻燃剂 其中包括磷酸酯类、含卤磷酸酯类膦酯脂类。这类阻燃剂是添加型阻燃剂，其阻燃效果比溴化物要好，它们易与各种有机物混合，且光稳定，价格较低。
4.3膨胀型阻燃剂。膨胀型阻燃剂是近年来发展极快的一类环保型阻燃剂，它以磷、氮为主要活性组分，不含卤素。一般由酸源、碳源和气源组成。对于不同的聚合物，有时并不需要几种组分同时存在，只需加入其中一种或几种就可以达到目的。近年来，单质膨胀型阻燃剂成为研究热点，但大多数仍处于试验阶段。
以上是主要的三大类阻燃剂，此外还有无机阻燃剂，但他们在实际生产中主要起辅助作用，这里不再赘述。
5阻燃剂的应用
由于聚合物种类不同，用途不同，使用环境各异，因此对阻燃剂有不同的要求。为了保证聚合物既具有优异的物理机械性能，又能达到足够度阻燃级别，阻燃剂必须在基质聚合物中达到均匀的分散，而影响其分散的关键要素是阻燃剂的质量、混合过程、加工设备及配方组成。此外还必须考虑阻燃剂与其它助剂间的相互作用。阻燃剂在大量的塑料制品，橡胶制品均有广泛的应用。
展望未来，塑料无卤阻燃剂的种类以及阻燃剂技术发展提出无卤、高效、低烟、低毒、多功能的新型阻燃剂，是今后发展的方向。目前，德国科学家已研制出了一种新型的无卤，磷系阻燃剂，它在聚丙烯加工下稳定，不迁移，且具有良好的电气性能。实际应用中发现，它有一定的吸潮性，这点对生产不利。
中国的阻燃行业处在一个生产结构重组和转型时期，是随着环保压力增大，一部分阻燃剂会退出历史舞台；另一部分替代品将问世，特别新型绿色环保阻燃剂必将成为今后研究开发的热点，并且随着下游市场需求的增加。中国阻燃剂行业将会迎来一个繁荣发展的时期
参考文献
［1］李振平，石志博，我国增塑剂行业的现状和发展.塑料助剂，2003，
［2］钱伯章，我国塑料助剂发展现状.塑料助剂，2003，(6)：1—12
［3］李建军编著.阻燃剂—性能、制造及应用 .北京：化学工业出版社，
高强度阻燃导电尼龙材料制备 篇4
关键词：高强度,阻燃导电,尼龙材料,制备
尼龙是一种工程塑料, 具有较高强度和良好的尺寸稳定性, 普遍应用到机械、仪表和汽车领域中。随着电子工业和信息技术的快速发展, 对功能性聚合物材料的需求越来越紧迫, 而高强度阻燃导电尼龙材料在微波吸收、井下作业和电磁屏蔽领域中的应用, 受到业界青睐, 也逐渐成为阻燃材料发展的必然途径。
1 高强度阻燃导电尼龙材料制备要点
1.1 主要原材料
尼龙66 (主要包括EPR24和EPR27) 、玻璃纤维 (通用级) 、导电炭黑、红磷阻燃母粒、三氧化二锑、碳纤维、溴二苯醚、增韧剂和其它助剂。
1.2 应用设备
双螺杆挤出机、注塑机、电子万能拉力机、高速搅拌机、水平垂直燃烧试验仪、电热鼓风干燥箱、冲击试验机和电阻率测试系统。
1.3 试样制备
先在高速混合机中放入少许高强度阻燃导电尼龙材料与炭黑, 低速搅拌2min;再放进液体润滑剂, 高速搅拌3min;并适当放入高强度阻燃导电尼龙材料、阻燃剂、增韧剂和抗氧剂, 混合后搅拌均匀;然后在双螺杆挤出机中放入已经配置好的材料, 设置好挤出温度和螺杆转速参数, 放入纤维, 挤出造粒。最后将已经配置好的粒料加入电热鼓风干燥箱中, 将温度调到110℃, 干燥4h后, 注塑成标准试样。
1.4 性能测试
(1) 按照GB/T1040.2-2006的拉力试验机标准对拉伸强度进行测试, 试样类型为Ⅰ型; (2) 按照GB/T9341-2008的塑料弯曲性能对弯曲强度进行测试, 试样类型为Ⅰ型; (3) 按照GB/T1843-2008塑料悬臂梁冲击强度对缺口冲击强度进行测试, 试样类型为Ⅰ型; (4) 按照GB/T1410-2006体积表面电阻率对表面电阻率 (s) 进行测试; (5) 按照UL94测试阻燃性能。
2 不同材料对尼龙材料性能影响
2.1 导电填料
通过高强度阻燃导电尼龙材料, 将炭黑和碳纤维混合配置成导电填料, 以此分析导电填料对高强度阻燃导电尼龙材料制备影响。具体操作如下:先增加导电填料的含量, 然后对材料制备的性能的影响进行观察, 以此分析导电填料中的碳纤维情况。例如在已经配置好的导电填料中放入基体树脂, 如果增加导电填料的质量分数上升到10%后, 材料表面电阻率降低到1*103~1*106Ω, 说明炭纤维高于炭黑。但是在添加过程中, 导电填料中含量低于1*103Ω时, 少许的炭纤维不能搭接形成导电网络, 而增加后纤维之间就会搭接形成一个导电网络进行通路, 以此提升材料导电性能。实践证明, 导电性能中导电填料的碳纤维含量不能过低。
2.2 阻燃剂和导电填料复配
以基体树脂为主, 通过红磷阻燃母粒、三氧化二锑与溴二苯醚, 观察材料阻燃性能与表面电阻率。经过试验观察, 加入溴二苯醚, 随着导电填料碳纤维含量上上, 材料阻燃性能降低, 如果想要达到UL94V-0级, 必须将阻燃剂三氧化二锑中阻燃体系质量分数控制在19%, 主要是因为炭黑具有覆盖和吸热的性能, 能够强化阻燃效果, 而碳纤维是导电和增强填料重要材料, 相当于燃烧中的灯芯, 起到助燃作用。因此, 对于阻燃效果来说, 导电填料中碳纤维应放入少量, 不宜过多。此外, 针对溴二苯醚, 如果阻燃级别为UL94V-0级时, 阻燃剂的含量必须适当减少, 当阻燃剂质量参数和导电填料中的炭黑和碳纤维参数相同, 放入红磷阻燃母粒和溴二苯醚、三氧化二锑材料相比, 占有一定优势。但是, 为了不影响阻燃性能, 必须将参数分数控制在12%, 导电填料参数控制在10%, 而导电填料中炭黑和碳纤维参数比控制在2:8, 以此降低对材料性能的影响力。
2.3 玻璃纤维
在确定阻燃剂和导电填料条件下, 放入适当的玻璃纤维, 以加强高强度阻燃导电材料性能。例如为了观察玻璃纤维对材料性能的影响, 将玻璃纤维质量参数设置成10%、20%和40%, 阻燃等级均为UL94V-0级, 经过试验分析后, 其表面电阻率为2.1*104、6.4*103和7.6*102Ω, 弯曲强度分别是235MPa、242MPa和298MPa, 就试验可知, 随着玻璃纤维参数的增加, 弯曲强度也会提升。
2.4 基体树脂相对黏度
由于高强度阻燃导电尼龙材料的制备中含有较多的纤维与助剂, 因此, 在加工过程中材料性能势必会受到影响, 其中基体树脂的黏度对加工性能的影响尤为明显。基于其他助剂与纤维配方的确认, 可通过在材料加工中加入黏度不同的基体树脂, 并将挤出温度与螺杆转速控制在26.1~35.8%。随着黏度的增加, 材料挤出成型时挤出机扭矩有所提升, 而从单个制品注塑充模效果来说, 使用低黏度的基体树脂来制作高强度阻燃导电尼龙材料, 以此降低注塑的压力, 达到外观光滑和无任何浮纤和良好光泽度。实践证明, 选择黏度低的基体树脂, 能够提升高强度阻燃导电尼龙材料的流动性, 从而提升产量, 改善制备外观质量。
3 结语
综上所述, 高强度阻燃导电尼龙材料的制备, 具有较高的导电性能和阻燃性能, 能够满足产业使用需求。因此, 结合制备要点, 通过使用导电填料、阻燃剂和导电填料复配、玻璃纤维、基体树脂相对黏度方式, 分析对尼龙材料性能影响例, 以此改善外观和质量。
参考文献
[1]何杰, 刘苏芹, 佘进娟, 等.高强度阻燃导电尼龙材料制备[J].工程塑料应用, 2014, (2) :34-37.
欧盟EN阻燃、防火测试标准 篇5
EN 13238：Reaction to Fire Tests for Building Products - Conditioning Procedures and
General Rules for Selection of Substrates
Abstract摘要
The Construction Products Directive requires products to be tested in their end use condition which, for the purpose of substrates, could lead to an economically unrealistic large variety of tests to be carried out. This large spectrum has been reduced to a practical number of standard substrates that enables the majority of end use conditions to be represented. Rules for the selection of such substrates are also given in this standard. BS EN 13238 is for use in conjunction with European Standards covering the reaction to fire test methods for the relevant construction products.
BS EN 13238 describes the conditioning procedures for test specimens which will be tested according to the European standards for reaction to fire.
BS EN 13238 also covers the rules for the selection of substrates for construction products when carrying out reaction to fire tests.
BS EN 13238 does not contain requirements for:
? The pre-drying of test specimens for the non-combustibility test according EN ISO
1182
? Methods of cleaning (e.g. washing) and other methods for the assessment of
durability aspects, which are dealt with in the relevant product standards.
EN 13501-1：建筑产品和构件的防火等级
EN 13501-1：Fire classification of construction products and building elements
Abstract摘要
This European Standard provides the reaction to fire classification procedure for all construction products, including products incorporated within building elements.
Products are considered in relation to their end use application.
This document applies to three categories, which are treated separately in this European Standard:
-construction products, excluding floorings and linear pipe thermal insulation products; floorings, linear pipe thermal insulation products.
EN 13823：建筑产品的对火测试反应- 单体测试
EN 13823：Reaction to Fire Tests for Building Products - Bulding Products Excluding
Floorings Exposed to the Thermal Attack by a Single Burning Item
Abstract摘要
The Single Burning Item test can be considered as the backbone of the Euroclass system for building products. The test results are required for a classification D - B (combined with test results from EN 11925-2), for a classification A2 (combined with test results from EN ISO 1716), and sometimes for a classification A1.
TEST PRINCIPLE
The specimen is exposed to a diffusive flame of 30 kW. Combustion gases are collected by an exhaust hood for analysis. This gas analysis makes it possible by oxygen depletion to calculate heat release rate from the specimen. Smoke production is assessed by
measuring attenuation of a light beam by smoke in the exhaust duct. The burning behaviour of the specimen is observed for flame spread, and the occurrence of burning particles and droplets.
以上资料由防火资源网(www.firetc.com)防火测试中心整理或发布，需了解更多详情请登录官网，谢谢。
EN 50085-1：电气装置用电缆干线系统和电缆管道系统.一般要求
EN 50085-1：Cable trunking systems and cable ducting systems for electrical installations
Part 1: General requirements
Abstract摘要
This European Standard specifies requirements and tests for cable trunking systems (CTS) and cable ducting systems (CDS) intended for the accommodation, and where necessary for the electrically protective separation, of insulated conductors, cables and possibly other electrical equipment in electrical and/or communication systems installations. The maximum voltage of these installations is 1 000 V a.c. and 1 500 V d.c.
This standard does not apply to conduit systems, cable tray systems, cable ladder systems, power track systems or equipment covered by other standards.
This Part 1 shall be used in conjunction with the relevant Part 2 for particular requirements.
EN 50085-2-1：电气设备用电缆干线系统和电缆管道系统-预期安装在墙和顶棚上的电缆干
线系统和电缆管道系统
EN 50085-2-1：Cable trunking systems and cable ducting systems for electrical
installations Part 2-1: Cable trunking systems and cable ducting systems
intended for mounting on walls and ceilings
EN 50085-2-3：电气装置用电缆导管和电缆管道系统.配电箱内安装的线槽电缆主干系统专
门要求.第3节:配电箱内开槽
EN 50085-2-3：Cable Trunking Systems and Cable Ducting Systems for Electrical
Installations - Part 2-3: Particular Requirements for Slotted Cable
Trucking Systems Intended for Installation in Cabinets
Abstract摘要
This European Standard specifies requirements and tests for cable trunking systems (CTS) and cable ducting systems (CDS) intended for the accommodation, and where necessary for the electrically protective separation, of insulated conductors, cables and possibly other electrical equipment in electrical and/or communication systems installations. The maximum voltage of these installations is 1 000 V a.c. and 1 500 V d.c. These systems are intended for mounting on walls and/or ceilings. They may be embedded, installed in a flush or semi-flush state, surface mounted or mounted away from the surface using fixing devices. This standard does not apply to conduit systems, cable tray systems, cable ladder systems, power track systems or equipment covered by other standards. This standard shall be used in conjunction with EN 50085-1:: Cable trunking systems and cable ducting systems for electrical installations - Part 1 General requirements which is referred to in this document as Part 1.
EN 50086-1：电气装置用管道系统规范.一般要求
EN 50086-1：Conduit systems for cable management Part 1: General requirements
Abstract摘要
This standard specifies requirements and tests for conduit systems, including conduits and conduit fittings, for the protection and management of insulated conductors and/or cables in electrical installations or in communication systems up to 1 000 V a.c. and/or 1 500 V d.c. This standard applies to metallic, non-metallic and composite conduit systems
including threaded and non-threaded entries which terminate the system. This standard does not apply to enclosures and connecting boxes which come within the scope of IEC 670.
This Part 1 shall be used in conjunction with the relevant Part 2 for particular requirements.
EN 50265-2-1：失火情况下电缆的一般检验方法-第2部分：单芯绝缘导线或电缆耐火焰
垂直扩散的测试-方法.1kW预混合火焰
EN 50265-2-1：Common Test Methods for Cables under Fire Conditions Cpart 2:Test for
Resistance to Vertical Flame Propagation for a Single Insulated
Conductor or Cable Part 2-1: Procedures - 1 kW Pre-Mixed Flame
Abstract摘要
Specifies the use of a 1 kW pre-mixed flame and is for general use, except that the procedure may not be suitable for small single insulated conductors or cables of less than 0.5 sq. mm. total cross-section, or for small optical fibre cables.
EN 50265-2-2：失火情况下电缆的一般检验方法-第2部分：单芯绝缘导线或电缆耐火焰
垂直扩散的`测试-方法：扩散火焰
EN 50265-2-2：Common Tests Methods for Cables under Fire Conditions CTest for
Resistance to Vertical Flame Propagation for a Single Insulated
Conductor or Cable Part 2-2: Procedures - Diffusion Flame.
Abstract摘要
Specifies the procedure for testing small optical fibre cables, or a small insulated conductor or cable (less than 0.5 sq.mm. cross-section), when the method specified in BS EN 50265-2-1 is not suitable, because some small fibre cables may break, or small conductors may melt during flame application.
以上资料由防火资源网(www.firetc.com)防火测试中心整理或发布，需了解更多详情请登录官网，谢谢。
EN 50266：着火条件下电缆通用测试方法-垂直固定的电线束或电缆的垂直火焰扩散测试 EN 50266：Common Test Methods for Cables under Fire Conditions - Test for Vertical
Flame Spread of Vertically-Mounted Bunched Wires or Cables
EN 50266-2-4：着火条件下电缆通用测试方法-第2部分：垂直固定的电线束或电缆的垂
直火焰扩散测试.过程.类别C
EN 50266-2-4：Common Test Methods for Cables under Fire Conditions - Test for Vertical
Flame Spread of Vertically-Mounted Bunched Wires or Cables Part 2-4:
Procedures - Category C
Abstract摘要
EN 50266 specifies methods of test for the assessment of vertical flame spread of
vertically-mounted bunched wires or cables, electrical or optical, under defined conditions.
The test is intended for type approval testing. The requirements for the selection of cables for testing are given in annex A. The flame spread is measured as the extent of damage of the cable sample. This procedure may be used to demonstrate the cable’s ability to limit flame spread.
This Part 2-4 covers Category C and relates to cables installed on the test ladder to achieve a nominal total volume of non-metallic material of 1,5 litres per metre of test sample. The flame application time is 20 min. The method of mounting uses the front of the standard ladder. The category is intended for general use where low volumes of non-metallic material are required to be evaluated.
A recommended performance requirement is given in annex B.
EN 50268：在燃烧条件下电缆通用测试方法-在规定条件下电缆燃烧烟密度测量
EN 50268：Common Test Methods for Cables under Fire Conditions - Measurement of
Smoke Density of Cables Burning under Defined Conditions
Abstract摘要
The test is performed inside a chamber measuring 3 metres by 3 metres by 3 metres and the test is sometimes referred to as the three metre cube test.
The number of lengths and the mounting arrangement of the cables is dependant upon its outer diameter. Once the specimens have been bundled as required, they are placed onto the specimen stand and an alcohol fuel source is placed below the test specimen. At the start of the test the fuel is ignited.
The test is performed by monitoring the transmittance reduction of a white light beam, running from one side of the chamber to the other at a set height, thus monitoring the build up of smoke inside the chamber. A small fan is utilised inside the chamber to
prevent the smoke building up in a layered effect and a draft screen is utilised to protect the specimen and the flame source from any wind turbulence.
The test duration is 40 minutes.
Test Results
The minimum percentage light transmission is often used to determine if the product has passed or failed the test, often a minimum light transmittance of ≥ 60% is applied in order to classify a cable as low smoke (though this does depend upon the specification document).
Sometimes the limits supplied in specification documents are Ao values. The Ao results are generally calculated by use of the following equation (in accordance with the Beer- Lambert law), converting the transmittance of light received by the detector into the measured optical density of the smoke (Am):
Am = log10 (I0/It)
Where:
I0 is the initial luminous intensity
It is the transmitted luminous intensity
Ao is calculated by the following equation:
Ao = (Am x V) / (K x l)
Am is the optical density measured in the cube.
V is the volume of the cube in metres.
l is the length of the optical path between the windows in metres.
K is the number of units of material constituting a test specimen.
NB. The value of K is the number of lengths of cable used in the test specimen.
EN 50305：铁道设施-具有特别防火性能的铁道机车车辆-测试方法
EN 50305：Railway Applications - Railway Rolling Stock Cables Having Special Fire
Performance - Test Methods
Abstract摘要
This standard specifies special test methods applicable to cables, and their constituent insulating and sheathing materials, for use in railway rolling stock. Such cables are specified in the various parts of EN 50264 and EN 50306.
Other test methods required for railway rolling stock cables and their insulating and sheathing materials are listed in Annex A.
以上资料由防火资源网(www.firetc.com)防火测试中心整理或发布，需了解更多详情请登录官网，谢谢。
EN 60695-11-10：防火测试-第11-10部分：50W测试火焰水平和垂直火焰测试方法
EN 60695-11-10：Fire hazard testing-Part 11-10: Test flames 50 W horizontal and vertical
flame test methods
Abstract摘要
Horizontal Testing (HB) - Method A
Procedure: A specimen is supported in a horizontal position and is tilted at 45°. A flame is applied to the end of the specimen for 30 seconds or until the flame reaches the 1 inch mark. If the specimen continues to burn after the removal of the flame, the time for the specimen to burn between the 1 and 4 inch marks are recorded. If the specimen stops burning before the flame spreads to the 4 inch mark, the time of combustion and damaged length between the two marks is recorded. Three specimens are tested for each thickness.
Vertical Testing (V-0, V-1, V-2) - Method B
Procedure: A specimen is supported in a vertical position and a flame is applied to the bottom of the specimen. The flame is applied for ten seconds and then removed until flaming stops at which time the flame
is reapplied for another ten seconds and then removed. Two sets of five specimens are tested. The two sets are conditioned under different conditions.
EN 60695-11-20：防火测试-第11-20部分：500W火焰测试方法
EN 60695-11-20：Fire Hazard Testing - Part 11-20: Test Flames - 500 W Flame Test
Methods
Abstract摘要
Specifies a small-scale laboratory screening procedure for comparing the relative burning behaviour of specimens made from plastics and other non-metallic materials, as well as their resistance to burn-through when exposed to a flame ignition source of 500 W nominal power. This method is applicable to both solid materials and cellular plastic materials having an apparent density of 250 kg/m3 or greater when determined in accordance with ISO 845. It does not apply to thin materials that shrink away from the applied flame without igniting, for which ISO 9773 should be used. The test method described is intended to characterize material performance, for example for quality-control purposes, and is not intended to assess the behaviour to fire of building materials or furnishings. It may be used for the pre-selection of a material, provided that positive results are obtained at a thickness which equals the smallest thickness used in the application. The results obtained provide some information about the behaviour of plastic materials in service, but can never by themselves assure safe performance in service. This test method provides a classification system which may be used for quality assurance or the pre-selection of component materials of products.
以上资料由防火资源网(www.firetc.com)防火测试中心整理或发布，需了解更多详情请登录官网，谢谢。
EN 60695-2-10：防火测试-第2-10部分：灼热金属线/热线测试方法-灼热金属线仪器和通用测试流程
EN 60695-2-10：Fire Hazard Testing Part 2-10: Glowing/Hot-Wire Based Test Methods -
Glow-Wire Apparatus and Common Test Procedure
Abstract摘要
Specifies the glow-wire apparatus and common test procedure to simulate the effect of thermal stresses which may be produced by heat sources such as glowing elements or overleaded resistors, for short periods, in order to assess the fire hazard by a simulation technique.
The test described in this standard is applicable to electrotechnical equipment, its subassemblies and components, and may also be applied to solid electrical insulating materials or other solid combustible materials.
EN 60707：暴露于火源时非金属固体材料的可燃性-测试方法列表
EN 60707：Flammability of Solid Non-Metallic Materials when Exposed to Flame Sources
- List of Test Methods
EN ISO 1182：建筑产品着火反应测试-不可燃性测试
EN ISO 1182：Reaction to Fire Tests for Building Products - Non-Combustibility Test
EN ISO 1716：建筑产品着火反应测试-燃烧热的测定
EN ISO 1716：Reaction to Fire Tests for Building Products - Determination of the Heat of
Combustion
EN ISO 9239-1：地面覆盖物着火反应-第1部分：用辐射热源测定燃烧性能
EN ISO 9239-1：Reaction to Fire Tests for Floorings - Part 1: Determination of the Burning
Behaviour Using a Radiant Heat Source
Abstract摘要
Main field of application
Classification according to Euroclass A2fl, Bfl, Cfl or Dfl for floorings according to the European System. Declaration of floorings fire characteristics for other reasons, for example insurance purposes.
Flame spread, smoke production and the heat flux towards the flooring surface that is essential for flame spread is measured according to the test method.
Examples of products that can be tested with this method
All types of flooring, for example those comprised by fire regulations and included in the European Construction Product Directive, CPD, for example wood floor, plastic floor, rubber floor, linoleum floor etc.
The test specimen is placed in a horizontal position below a gas-fired radiant panel inclined at 30° where it is exposed to a defined heat flux. A pilot flame is applied to the hotter end of the specimen. Following ignition, any flame front which develops is noted and a record is made of the progression of the flame front horizontally along the length of the specimen in terms of the time it takes to spread to defined distances.
EN ISO 11925-2：着火测试反应-受火焰直接熏烤的建筑产品的可燃性-第2部分：单一火焰源测试
EN ISO 11925-2：Reaction to Fire Tests - Ignitability of Building Products Subjected to
Direct Impingement of Flame - Part 2: Single-Flame Source Test
论光固化膨胀阻燃涂层的制备 篇6
关键词：光固化；阻燃涂层；制备方法
中图分类号：TQ325.12 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）15-0148-02
1 光固化膨胀阻燃涂层制备的工艺特点
光固化膨胀阻燃涂层的制备是与光固化技术息息相关的，光固化技术是一项清洁环保型技术，它有利于保护环境，净化空气，也可以节约能源，可持续利用。它使用的能源消耗量只是传统能源消耗的十分之一，而且不含有溶剂，不会向大气排放有污染的气体，比如二氧化碳等，有利于保持生态平衡，对保护环境起到重要作用，因此也被称为“绿色技术”。
光固化技术（UV）是通过一定波长的紫外光照射，使液态的环氧丙烯酸树脂高速聚合而成固态的一种光加工工艺。在这个光加工的过程中，光固化反应起到了至关重要的作用，而光固化反应在本质上是由光引起的聚合、交联反应。而光固化膨胀阻燃涂层的制备就是光固化技术在工业上大规模应用的成功范例。
光固化膨胀阻燃涂层相对于传统的阻燃涂层来说，它的主要优势就是不释放有害气体，可以有效地保护环境。这是由它自身的工艺特点决定的，它采用了目前比较环保的活性稀释剂来充分调节黏度，使其自身的有机挥发性组分含量极低。非光固化的膨胀阻燃涂层也有的比较环保，但是相对于光固化膨胀阻燃涂层来说，没有它更加的节省能源，它的能耗是传统的非光固化膨胀阻燃涂层的十分之一左右。而且光固化技术的特点就在于能耗低，速度快，将光固化技术应用到制备膨胀阻燃涂层，能更好地发挥它的优势。
2 光固化膨胀阻燃涂层的制备原理
我们通常所讲的光固化过程是指液态树脂经光照后变成固态的过程，其中所涉及的光固化反应绝大多数是由光引发的链式聚合反应。更广义的光固化还包括可溶性固态树脂光照后变成不溶性的固态的过程，典型的例子是负性光刻胶，其所经历的反应是光交联反应，例如聚乙烯醇肉桂酸酯的二聚环化反应。
光固化涂料通常是从液体树脂变成固态干膜，因而其所经历的光化学过程基本上是链式聚合反应，通过聚合使体系的分子量增加，并形成交联网络，从而变成固态干膜。光引发聚合反应主要包括光引发自由基聚合、光引发阳离子聚合，其中光引发自由基聚合占大多数。
光固化膨胀阻燃涂层的制备主要是一种在紫外光照射下迅速交联固化成抗氧化膜的新型技术的具体应用，因为它环保，高效的特点，已被业界广泛的认同，而且在近年来发展比较快，主要应用在消防领域。
3 光固化膨胀阻燃涂层的制备方法
光固化膨胀阻燃图层的制备主要分为物理方法和化学方法，物理方法是指用各种物理材料辅助完成光固化反应的过程，这种工艺的特点在于取材简单，制备工艺流程并不复杂，主要包括浮腊法、覆膜法、强光照射法和两次辐射法。
①浮蜡法。在制备膨胀阻燃涂层的客体对象中加入适当的石蜡，在一定强度的强光照射下一段时间，再把涂膜徐徐展开，因石蜡的特性，使这种材料与有机树脂的存在体系并不相容，因此用石蜡铺成一层很薄的薄膜覆盖在膨胀阻燃涂层表面，能够起到阻隔外界氧分子向涂层扩散的作用。不过这种工艺虽然操作简单，但是工艺流程需要的时间较长，而采用的是日光，光照时间和光源强度无法保证，因此用这种方法制备膨胀阻燃涂层的生产绝对速率比较低，不适合大规模的生产。
②覆膜法。这种方法的工艺流程主要就是将膨胀阻燃涂层所在的载体上覆盖上一层表面惰性的塑料薄膜来起到阻隔外界氧分子向涂层扩散的作用，如聚乙烯薄膜，再经过光固化反应中的UV光辐照固化后，揭去薄膜。只是经过这样的工艺制作出来的膨胀阻燃涂层，无论在光泽度方面，还是在光泽均匀度方面都不能达到很好地效果，而且生产的速度慢，生产率比较低，因此在实践中应用的不是很广泛。
③辐照法。这种方法是利用强光的照射，来促进光固化反应中引发剂的大量分解，使引发剂中产生大量的活性自由基，这些活性的自由基能够促进单个分子的迅速流动，起到催化的作用。而且这些活性自由基也可以和氧分子进行反应，相比活性自由基参与前后两个反应的比例来说，无论用不用强光辐照，两个反应都差不多，但是由于强光的参与，可以使光固化反应的绝对速率增加很多。因此可以促进聚合反应的发生进一步加快，从而导致涂层的黏度也迅速增加。在这样的情况下，可以有效地阻止外界地氧分子向着高黏度体系的扩散，此时更加有利于活性自由基的聚合反应的加速进行。但是这种工艺也有自身的局限性，在实际生产中，此种光固化工艺所需要的辐照光源动辄上千瓦，而且常常几只光管并排安装使用，相邻两只光管在重叠辐照区域上的光强具有可加和性。但是光源的质量直接影响到了膨胀阻燃涂层的均匀度和光泽度，因此改善光源质量、增加辐照光强度是此种工艺亟待解决的问题。
④两次辐照法。开始先用波长比较短的辐射光源辐照涂层，因为波长短的光源在有机涂层中的穿透力比较差，所以光源的能量在膨胀阻燃涂层的浅表层就被吸收殆尽了。但是相对而言，单位体积内吸收的光能较高，这样不但有利于增强光固化反应的速度，还能增强抗氧聚合的能力。在这种情况下，光固化反应中的聚合固化只是发生在膨胀阻燃涂层的浅表层，而当浅表层上面的固化膜一旦形成，就是底层涂层良好的阻氧膜，接着再用常规中压汞灯辐照，其中波长较长的光线就可以有效地穿透整个涂层，这样就可以有效地让引发剂促成光固化反应中的聚合固化反应，另外这种辐照方法还可获得一些特别表面效果。
化学方法就是添加氧清除剂，如叔胺、硫醇、膦类等化合物通过化学反应来催化产生更多的活性自由基。这些化合物作为活泼的氢供体可与过氧自由基迅速反应，促进活性自由基再生，同时过氧自由基夺氢生成烷基过拉化氢，并可进一步分解为烷氧自由基与羟基自由基。所产生的活性自由基与膨胀阻燃涂层中的物质结合，可以促进光固化反应中聚合固化的速度，再生出来的活性自由基还可以引发聚合烷基过氧化氢分解释放出更多的烷氧基自由基，而烷氧基自由基对乙烯基单体也有一定引发活性，但它的进一步夺氢反应似乎更占主导地位。
添加化合物的工艺过程已成为光固化技术中一个比较重要的环节，也是活性自由基光固化配方中克服氧阻聚的重要手段。但含有胺的光固化膨胀阻燃涂层体系在其光固化过程中产生的固化产物容易产生黄变，而且光固化膨胀阻燃涂层体系的表面稳定性不高，均匀度也保证不了，这就是使用胺类化合物作为抗氧添加剂阻聚方法的一大缺点。
如果采用其他引发剂，比如采用Ⅰ型光引发剂和Ⅱ型光引发剂配合的光引发剂体系和二苯甲酮的混合光引发剂，它在空气中有较好的使用效果。一般认为，这可能是由于二苯甲酮的能够激发出更多的活性自由基，以及大量的三线态，这些都能后有效地促进过氧化物的分解，而过氧化物的快速分解能够产生更多的烷氧自由基和羟基自由基，这些自由基能够更好地促进光固化反应中的聚合固化的速度，并对光固化膨胀阻燃涂层的抗氧能力都具有引发作用，而Ⅰ型光引发剂光解产生的自由基与氧的反应消耗了氧，使氧对二苯甲酮激发三线态的猝灭作用受到抑制，可见两者有协同作用。物理方法和化学方法各有优势，可以在一定的领域和一定的条件下综合使用，物理方法比化学方法操作简单，更加地清洁环保，并节约能源，但是它的普遍缺点是生产效率低，而化学方法则不同，使用化学方法是操作流程相对于物理方法还是比较复杂，工艺过程中需要的条件也比较苛刻一些，但是有时就在于生产率高，可复制性强，可以大规模的生产，广泛地推广应用。
参考文献：
[1] 王孝峰.光固化膨胀阻燃涂层的制备及交联聚乙烯的热老化与机理的研究[D].北京：中国科学技术大学，2013.
[2] 张海龙.110～220 kV XLPE电缆绝缘在线检测技术研究[D].武汉：武汉大学，2009.
浅谈纺织材料的阻燃检测 篇7
随着城市现代化的发展, 人们对纺织品的阻燃意识日益提高, 为了减少由于纺织品引起的火灾事故, 避免不必要的损失, 织物燃烧性能的测试近年来受到世界各国的重视。针对纺织品的不同用途, 各国制定的阻燃法规也由飞机内纺织品、地毯和建筑材料开始, 扩大到睡衣、家具沙发套、味垫和室内装饰物。英国、美国、日本等国家还以法律形式规定:妇女、儿童、老年人、残疾人的服装以及睡衣必须标明“阻燃”。我国在这方面的工作也在不断加大力度。
1 织物阻燃性能的评定
评定织物的可燃性主要从两方面来考虑:一方面是易点燃性, 即着火点的高低, 它表明织物着火的难易;另一方面是织物的燃烧性能即阻燃性。
评定织物的燃烧性能存在两种评判标准:一种是从织物的燃烧速率来进行评判。即经过阻燃整理的面料按规定的方法与火焰接触一定的时间, 然后移去火焰, 测定面料继续有焰燃烧的时间和无焰燃烧的时间, 以及面料被损毁的程度。有焰燃烧的时间和无焰燃烧的时间越短, 被损毁的程度越低, 则表示面料的阻燃性能越好;反之, 则表示面料的阻燃性能不佳。
另一种是通过氧指数 (也称极限氧指数) 法来进行评判:面料燃烧都需要氧气, 氧指数 (LOI) 是纤维燃烧所需氧气的表述, 故通过测定氧指数即可判定面料的阻燃性能, 氧指数越高则维持燃烧所需的氧气浓度越高, 即表示越难燃烧:该指数可用样品在氮、氧混合气体中保持烛状燃烧所需氧气的最小体积百分数来表示:LOI=氧气浓度/ (氧气浓度+氮气浓度) ×100%
氧指数低于20%, 属易燃纤维;氧指数在20%~26%之间, 属可燃纤维;氧指数在26%~34%之间属难燃纤维;氧指数在35%以上属不燃纤维。
2 阻燃性能的测试方法
燃烧测试方法多种多样, 各种测试方法的测试结果之间难以相互比较, 实验结果仅能在一定程度上说明试样燃烧性能的优劣。燃烧实验法, 主要用来测试试样的燃烧广度 (炭化面积和损毁长度) 、续燃时间和阴燃时间。根据试样与火焰的相对位置, 可分为垂直法、倾斜法和水平法。
我国目前对于服装阻燃性能的测试主要使用GB/T5455-1997纺织品燃烧性能试验垂直法。其原理是将一定尺寸的试样垂直置于规定的燃烧试验箱中, 用规定的火源点燃12s, 除去火源后测定试样的续燃时间和阴燃时间, 阴燃停止后, 按规定的方法测出损毁长度。该方法可用于服装织物、装饰织物、帐篷织物等的阻燃性能;45°倾斜法适用于飞机内装饰用布;水平法适用于地毯之类的铺垫织物和汽车内饰织物。
氧指数法是将被夹持试样。垂直放入透明燃烧筒中, 筒内有向上的移动氧氮气流, 点燃试样端, 随即观察燃烧现象, 并与规定的极限比较其持续燃烧时间或燃烧的距离:通过不同氧浓度中一系列试样的实验, 可以测得最低氧浓度, 氧指数法较适合用于工艺过程实验使用。
3 我国对燃烧性能的规定
3.1 GB 17591阻燃机织物
该标准规定了阻燃机织物的产品 (下转第22页) (上接第69页) 分类、技术要求、实验方法、检验规则及包装和标志。标准将阻燃机织物的阻燃性能分为2个级别:B1级:损毁长度≤150mm, 续燃时间≤5s, 阴燃时间≤5s;B2级:损毁长度≤200mm, 续燃时间≤15s, 阴燃时间≤10s。阻燃性能的测试方法按照GB/T5455。根据产品用途或由供需双方协商确定考核级别, 一般B1级适用于服用和特殊需要的装饰用布, B2级适用于各种装饰布。
3.2 GB 8965阻燃防护服
该标准规定了阻燃防护服的技术要求、试验方法、检验规程、标志、包装、运输和储存。只适用于劳动者从事有明火、散发火花、在熔融金属附近操作和在易燃物质并有发火危险的场所穿用的阻燃服。其衣料的阻燃性能应根据GB/T 5455进行测试, 并达到GB 17591中所规定的B1级要求。
3.3 GB 50222建筑内部装修设计防火规范
该标准对家庭内装饰织物 (如窗帘、帷幕、床罩、家具包布等) 的阻燃要求以及测试方法都做了相关规定。根据GB/T 5455垂直法进行测试, 低层民用建筑中的装饰织物都必须达到B1级要求, 高层民用建筑中住宅和旅馆的床罩要达到B1级要求, 而窗帘、帷幕和家具包布根据建筑物和场所的不同也要达到B1级或B2级要求。
4 结语
线型三元纳米复合阻燃材料 篇8
笔者采用熔融共混工艺,制备了LLDPE/TiO2/ZnO三元纳米复合阻燃材料,并研究纳米粒子的分散状态、复合样品的微观结构及纳米粒子的含量对该复合阻燃材料力学特征及性能的影响。
1 实验部分
1.1 原料及试剂
LLDPE,熔融指数为2.0 g/10 min;纳米TiO2,粒径为10 nm;纳米ZnO,粒径为20 nm;异丙基十二烷基磺酰钛酸酯;甲醇、丙酮、石蜡、石油醚等,分析纯。
1.2 纳米粒子的表面改性
首先用石油醚溶解适量的异丙基十二烷基磺酰钛酸酯,经超声、搅拌处理后,加入烘干的混合纳米粒子(纳米TiO2和纳米ZnO的混合质量比为1∶1),进行超声搅拌;为加快反应,温度升至60 ℃,再进行超声搅拌,升温到80 ℃,挥发石油醚;然后放入温度为80 ℃真空干燥箱中挥发溶剂、干燥;最后经研磨制得蓬松的有机纳米粒子。
1.3 制备LLDPE/TiO2/ZnO三元纳米复合材料
温度控制在60 ℃左右,按配比混合高速搅拌LLDPE、经表面处理的纳米微粒和其他助剂,在密炼机上熔融共混10 min后,造粒,再次加入密炼机中返炼10 min,造粒,制备出LLDPE/TiO2/ZnO三元纳米复合阻燃材料。混炼工艺的温度均控制在135 ℃,滚轴转速为100 r/min,共混总时间为20 min,该工艺为“二步法”。另外,以相同的工艺复合LLDPE、原始纳米TiO2与原始纳米ZnO粒子,该方法为“直接分散法”。
1.4 测试与表征
利用XL30场发射环境扫描电子显微镜(FESEM)测试表征纳米TiO2-ZnO在LLDPE基体中的分散性,测试管电压为20 kV,镀金时间为40 s;利用360型红外光谱仪(FTIR)分析样品的结构;利用LINK-ISIS JSM5310型扫描电子显微镜(SEM)观察样品拉伸断裂面的形貌,测试管电压为15 kV,镀金时间为40 s;使用WSM-5K万能力学试验机测试样品的拉伸强度及断裂伸长率,取5个试样的平均值,拉伸速率为50 mm/min;使用JJ-20记忆式冲击试验机,测定悬臂梁缺口的冲击强度,测试按GB 1843-80《塑料悬臂梁冲击试验方法》进行,取5个试样测试的平均值。
2 结果与讨论
2.1 FESEM纳米尺度形态分析
图1为二步法LLDPE/3%(TiO2-ZnO)纳米复合样品的FESEM照片。由图1可知,多数纳米粒子的分散粒径小于100 nm,分布较均匀,并且两相界面模糊。该断面照片中,看不到纳米粒子的大团聚体,聚集颗粒小而均一,聚集体呈现出埋伏于基体中的凸出形态,表明分散粒径达到了纳米级,同时还提高了分散相与LLDPE之间界面的结合程度。
图2为二步法LLDPE/3%(TiO2-ZnO)纳米复合样品缺陷裂口的微观形态。由图2可以看出,纳米无机粒子进入了裂缝空隙内部,部分纳米无机粒子通过粒子的有机化活性表面和活性原子中心与高分子链的作用力形成“丝状连接”结构(见图2(a)),裂缝通过破坏微纤,推进和扩展被阻延,产生的裂缝重新转化为银纹状态;另一部
分纳米无机粒子形成一定尺寸的团聚体(见图2(b)),或尺寸过大,无法进入裂缝内部空隙,或团聚体结构比较松散容易被破坏。这些松散的大颗粒形成应力集中点,外力作用下,极易被裂纹穿透,产生更大银纹,并发展为宏观裂缝,从而导致早期破坏。这符合银纹转化为裂缝的机制。表明降低团聚体尺寸、改进团聚体耐裂纹穿透能力是制备聚合物/无机物纳米复合材料的关键。
2.2 FTIR结构分析
图3为经异丙基十二烷基磺酰钛酸酯改性的纳米TiO2和纳米ZnO混合粒子的红外谱图。由图3可知,改性纳米粒子在469 cm-1处有吸收并已宽化,表明是TiO2和ZnO复合特征峰,在指纹区同时也显示出纳米TiO2及纳米ZnO的特征结构,说明同时存在TiO2和ZnO两种氧化物。此外,在2 920 cm-1和2 850 cm-1附近有CH2-伸缩振动峰,表明异丙基十二烷基磺酰钛酸酯已有效修饰在纳米粒子的表面上。
图4为二步法LLDPE/3%(TiO2-ZnO)纳米复合样品的红外谱图。由图4可见,复合样品指纹区结构变化较明显。在465 cm-1附近出现无机宽峰,是纳米粒子的Ti-O及Zn-O特征峰,而在1 099 cm-1处显示锐钛矿石Ti-O特征峰,说明复合了纳米TiO2和纳米ZnO。另外,LLDPE在1 730 cm-1处出现了极弱的C=O伸缩振动峰,可判断为酯类化合物。
2.3 复合材料的力学性能
图5为纳米粒子的含量与复合材料冲击强度之间的关系曲线。对于二步法LLDPE/TiO2/ZnO三元纳米复合体系,当纳米粒子的质量分数为3%时,冲击强度达到最大值,与LLDPE相比提高了49%,当其达到7%时,又迅速降低至纯LLDPE的61%。另外,在3%～5%纳米粒子含量范围内,二步法LLDPE//ZnO三元纳米复合样品的冲击强度高于相应配比的直接分散复合样品,表明采用二步法在LLDPE基体中适量填充纳米级混合粒子可提高冲击韧性。
图6为直接分散及二步法制备LLDPE/TiO2/ZnO纳米复合样品的拉伸性能。由图6可见,二步法制备复合样品的拉伸强度明显优于直接分散法制备的复合样品。
对于二步法的复合体,当纳米粒子质量分数达3%时拉伸强度为27.2 MPa,这与纯LLDPE的23.1 MPa相比提高了18%,且断裂伸长率也比纯LLDPE有所提高。
图7为二步法LLDPE/TiO2/ZnO纳米复合材料的拉伸断口形貌。在LLDPE基体中填加1%纳米粒子后,LLDPE基体呈现强韧性断裂特征;加入5%纳米粒子后,复合样品同样呈现韧性断裂特征,但韧性化程度不均匀,显然与纳米粒子在LLDPE基体中的分散状态有关,应该是降低力学性能的主要原因。
3 结 论
(1)采用熔融共混二步法工艺,制备了线型低密度聚乙烯(LLDPE)/TiO2/ZnO三元纳米复合阻燃材料。
(2)FESEM图像表明:二步法制备的复合材料样品实现了纳米粒子在LLDPE聚合物中的纳米尺寸分散,分散粒度基本小于100 nm,而纳米级小颗粒可与高分子链连接成丝状结构,大颗粒则成为集中应力的材料早期破坏因素。
(3)FTIR结构分析结果表明:异丙基十二烷基磺酰钛酸酯成功包覆了纳米粒子,而LLDPE基体与改性纳米粒子之间形成了一定的化学结构。
(4)力学性能测试结构表明:对于二步法制备的复合材料而言,纳米粒子质量分数达到3%时,可同时提高拉伸性能及冲击韧性,结合SEM拉伸断裂形貌可知,加入适当的纳米粒子后具有增强增韧的协同效应。
摘要：采用熔融共混方法制备线型低密度聚乙烯(LL-DPE)/二氧化钛(TiO2)/氧化锌(ZnO)三元纳米复合阻燃材料,通过场发射扫描电镜(FESEM)、红外(FTIR)及扫描电镜(SEM)对复合阻燃材料的微观形态及结构进行表征,证明共混形成的TiO2和ZnO纳米粒子在LLDPE基体复合阻燃材料中呈纳米级分散;对其力学性能的测试表明,三元纳米复合阻燃材料的拉伸断面趋于韧性化,当纳米粒子质量分数为3%时,与纯LLDPE相比,冲击强度提高约49%,拉伸强度提高约18%,断裂伸长率也有所增加。
关键词：线型低密度聚乙烯,纳米二氧化钛,纳米氧化锌,阻燃材料,分散形态
参考文献
[1]冯才敏.TiO2对PP/MPP/PEPA膨胀阻燃体系的协同作用[J].材料科学与工程学报,2009,27(2):255-257,261.
[2]刘洪波,冯才敏,李沛华,等.ZnO对MPP/PEPA阻燃PP性能的影响[J].塑料,2009,38(4):49-50.
[3]刘少琼,于黄中,黄河,等.TiO2纳米微粒对聚苯胺性能的影响[J].高等学校化学学报,2002,23(1):161-163.
[4]杜宏伟,孔瑛.PJ/TiO2纳米复合材料的耐溶剂和耐热性能研究[J].高分子学报.2003,(2):288-292.
[5]高海霞,程国峰,成荣明,等.基于纳米ZnO/聚苯乙烯的复合材料光催化性能研究[J].化学通报,2006,73(8):591-595.
[6]高海霞,程国峰,成荣明,等.基于纳米ZnO/聚氯乙烯的复合材料光催化性能研究[J].无机化学学报,2006,22(5):872-876.
[7]胡幼华,高辉,阎逢元,等.纳米ZnO/环氧树脂复合材料的力学性能和摩擦学性能[J].摩擦学学报,2003,23(3):216-220.
聚合物材料的阻燃性能分析 篇9
1 实验与分析
1.1 锥形量热仪实验过程及结果分析
实验材料选择常见的聚合物材料聚苯乙烯(PS)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)。阻燃剂的质量分数选择5%和10%。实验过程中,为保证样品的稳定性,材料制备采用熔融插层法,此法是先将聚合物与要复合的材料的混合物在混炼机中加热到软化点以上熔融共混,实现插层反应。第一组实验中采用纯聚苯乙烯(PS),添加5%及10%蒙脱土(MMT)的聚苯乙烯/蒙脱土(PS/MMT)复合材料。另外两组材料也同样制备。
实验仪器选用锥形量热仪,锥形加热器最大加热功率为5 000 W,热输出热量为0~100kW/m2,实验选用尺寸为100mm×100mm×50mm的样品在室温24℃,相对湿度60%,空气流量为24L/s,热辐射功率为35kW/m2下进行实验。3种材料的热释放速率曲线,如图1~图3所示。
由图1~图3可以看出,3种材料的热释放速率都比较高,其中聚苯乙烯和聚氯乙烯材料的热释放峰值超过了150kW/m2。PVC材料在很短的时间内热释放速率很快上升,表明3种材料的燃烧性能较好,其燃烧的危害性很大。
添加阻燃剂后,3种材料的热释放速率值都有所下降,其热释放速率的峰值点下降较多,热释放速率值较稳定。添加10%蒙脱土的材料热释放速率下降较添加5%阻燃剂的要多。对于聚苯乙烯和聚氯乙烯材料,添加5%阻燃剂时热释放速率的峰值有两个,这可能是因为添加阻燃剂时首先发生聚合物的裂解,在裂解过程中产生少量的可燃气体,这些气体随着质量损失的变大而变大,所以燃烧放热量增加。而添加10%阻燃剂材料没有发生双峰的出现,这可能是因为阻燃剂的比例大,抑制了材料的燃烧,使材料需要的能量达不到其燃点。为了更好地了解添加不同量蒙脱土材料的阻燃性能,采用阴燃实验考查聚氯乙烯材料添加10%和5%蒙脱土时,阴燃向明火转化的能力。
1.2 阴燃实验过程及结果分析
实验选用尺寸为200mm×200mm×100mm的聚氯乙烯样品。采用自制实验台,实验装置的主体采用长方形容器,容器的左右端采用绝热材料硅酸铝进行隔热,下部采用不同功率的变压器加热材料。传输装置采用热电偶,其排布方式为第一根放在材料的表面,剩余的热电偶伸进材料内的长度分别是2、4、6、8、10、12、14、16cm,热电偶的温度值通过计算机进行采集储存。实验结果如图4、图5所示。
由图4可以看出,含有5%蒙脱土阻燃剂的材料在阴燃发生初期反应进行较稳定,但温度上升不高,距离加热器最近的部位温度最高不到100℃,这可能是因为阻燃剂在聚合物的表层形成较稳定的炭化层,对氧气及聚合物热解产生的可燃挥发性产物的扩散和热量的传递起到了阻碍和延缓作用;随着热量的慢慢聚积,阴燃发生,在阴燃过程中出现了两个峰值,这也与锥形量热仪实验中热释放量出现两个峰值的现象比较相近,第一个峰值的出现是阴燃进行中热量的不断蓄积达到的峰值,最高达近600℃,随之温度急剧下降,阴燃没有转化为有焰火;随后出现的第二个峰值则是由于达到第一个温度峰值时聚合物的部分热解释放出的气体,由于阻燃剂采用的是蒙脱土,该阻燃剂在一定温度下热解的气体是可燃性气体,在温度急剧下降到可燃性气体燃烧的温度时,可燃性气体燃烧释放的热量使温度增高的结果。随着可燃性气体的耗尽,温度急剧下降至阴燃结束。
由图5可以看出,含有10%蒙脱土阻燃剂的材料阴燃没有转化为有焰火。在阴燃进行初期,距离进气口也就是加热器的位置附近阴燃进行较顺利,热量传播较快,但由于含有阻燃剂的比例较高,一方面阻燃剂在聚合物表面形成的炭化层使热量传播变得缓慢,同时对氧气的隔绝也起到了很大的作用,氧气减少使阴燃进行得极其缓慢;另一方面,阻燃剂的吸热作用也增大了聚合物熔体的黏度,抑制聚合物熔体的滴落,使阴燃过程很快结束。从图5数据看,阴燃传播到材料距离容器外壁8cm时就结束了,表明含有10%阻燃剂的材料的阻燃性能较含有5%阻燃剂的材料更好。
2 结论
(1)3种原材料的热释放速率都较高,而添加10%阻燃剂材料的热释放速率下降较含有5%阻燃剂材料快,且含有5%阻燃剂材料的热释放速率有两个峰值。
(2)通过考查添加不同比例阻燃剂材料的阴燃向明火转化的过程可知,含有10%阻燃剂的材料,阴燃过程中热量的传递历时很短就导致阴燃结束,而含有5%阻燃剂的材料阴燃过程出现了双峰值,说明阻燃剂含量不同在聚合物发生热解直至燃烧的过程中阻燃作用的程度会有差异。
摘要：对聚苯乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯采用熔融插层法添加5%和10%的蒙脱土阻燃剂进行锥形量热仪实验,样品尺寸为100mm×100 mm×50 mm,实验在室温24℃、相对湿度60%、空气流量24L/s、热辐射功率35kW/m2下进行。分析实验结果并与未加阻燃剂的实验结果对比,得出添加阻燃剂后热释放速率都大大降低,其中含10%阻燃剂的样品的阻燃性能优于含5%阻燃剂的样品。取添加阻燃剂10%和5%的材料样进行阴燃实验,含有10%阻燃剂的材料阴燃过程中热量的传递历时很短就导致阴燃结束,而含有比例5%阻燃剂材料的阴燃过程出现了双峰值,说明阻燃剂比例不同在聚合物发生热解直至燃烧的过程中发挥阻燃作用的程度会有差异。
关键词：热释放速率,阻燃剂比例,蒙脱土,熔融插层,聚合物,阴燃
参考文献
[1]吴卢荣,马咏真,陈绩馨,等.中国火灾与社会经济因素的相关分析[J].中国安全科学学报,2007,17(6):92-97.
[2]王正洲,章彬.阻燃剂微胶囊制备及在聚合物中的应用研究进展[J].高分子材料科学与工程,2011,27(12):163-166.
[3]王学利.磷系阻燃剂的研制及在高聚物中的应用[D].上海:东华大学,2008.
[4]LAOUTID J F,BONNAUD L.New prospects in flame retarded polymer materials:From fundamentals to nanococomposites[J].Materials Science and Engineering,2009,63(3):100-125.
[5]张阳.聚合物材料燃烧性和阻燃性的研究[D].广州:华南理工大学,2012.
[6]余明高,孟牒,路长,等.基于锥形量热仪实验研究阻化剂对煤自燃的影响[J].热科学与技术,2010,19(4):343-347.
[7]路长,余明高,林绵金,等.水分影响下阴燃传播及气相反应发生的研究[J].中国安全科学学报,2008,18(5):91-96.
[8]卓萍,王国辉,杜霞,等.我国建筑外保温系统发展动态及趋势[J].消防科学与技术,2011,30(1):8-11.
美开发出超薄碳纳米管阻燃材料 篇10
由美国国家标准与技术研究院发明的这项新技术, 将多壁碳纳米管与两种高分子材料像三明治一样组合在一起, 并将这种3层材料连续叠加了4层。这种听起来相当“厚实”的纳米材料, 实际上即便用“薄如蝉翼”来形容也绝不为过——其整体厚度还不到人类头发直径的百分之一。
在研究初期, 负责该项目的材料科学家金延锡 (音译) 和里克·戴维斯为新材料设定了三个关键目标:泡沫材料多孔表面全覆盖、纳米管均匀分布、制造方法简单易推广。
为此, 他们试验了多种材料, 希望能改善耐火性能, 延缓火焰蔓延, 但性能都不够理想。在最后的测试中, 他们选择了碳纳米管, 但这种由碳原子构成的如同圆柱形铁丝网的材料, 无法牢固附着在泡沫表面。为解决这一问题, 他们选用了医用碳纳米管, 这种材料在细胞培养中常被用来增加DNA分子的黏性。其特点是外部包裹有一层含有氮分子的氨基。这一选择最终被证明是正确的, 医用碳纳米管能够均匀分布在阻燃材料当中, 并牢固“抓住”与之接触的材料表面。此外, 这种材料还充分利用了碳纳米管的快速散热能力。此外, 即便遭遇极端高温, 涂层中的碳纳米管被完全烧焦, 这种焦灼层也具有稳定的阻燃结构, 能够形成一个碳保护层, 防止火焰继续蔓延。
戴维斯称, 与目前在软装饰上常用的溴化阻燃剂相比, 新技术的阻燃效果更好。覆盖这种碳纳米管阻燃材料的泡沫制品与未经处理的相比, 易燃性降低了35%。如果能够得以广泛推广, 新技术有望把软装饰所导致的火灾减少三分之一。
材料阻燃 篇11
记者求证：记者致电公司证券部，回复称以互动平台上的回复为准。
近日，网传裕兴股份（300305）的无卤阻燃聚酯薄膜产品已开始批量生产，且获得了发明专利。公司董秘在投资者互动平台上表示，公司的“无卤阻燃聚酯薄膜及其制备方法”发明专利已于2015年5月13日获得授权，目前产品已批量生产并获得用户认可。有分析认为，该项目的投产将为公司扩大业务生产规模提供有利条件，将进一步增强公司技术优势，巩固和提升公司行业领先地位。
10月27日发布公告称，公司董事会审议通过了《关于公司投资设立全资子公司的议案》，公司计划使用自有资金人民币5000万元现金投资设立全资子公司裕兴国际投资控股有限公司，投资完成后，裕兴投资注册资本为5000万元，公司持有其100%的股权。
公司投资设立全资子公司，将通过对符合公司发展战略的行业及企业进行投资、并购、合作经营等方式，掌握最新的科学技术及产业动态，在努力实现公司业务优化升级和产业链布局的同时，为公司储备新的业务领域及利润增长点，积极实现公司及全体股东的利益最大化。
资料显示，裕兴股份主营业务为中厚型特种功能性聚酯薄膜，产品主要包括太阳能背材基膜、特种电气绝缘用膜、特种电子用膜、光学基膜等中厚型特种功能性聚酯薄膜，是国内规模最大的中厚型特种功能性聚酯薄膜生产企业之一。2015年前三季度，公司实现净利润0.65亿元，同比增长23.09%。
特种功能性聚酯薄膜太阳能电池背板的主要配套材料，光伏作为稳增长的重要手段政策上在不断发力。今年前三季度，光伏新增装机约10.5GW，同比增长177%，光伏企业盈利情况明显好转，前十家组件企业平均毛利率超过15%。
材料阻燃 篇12
一、高分子材料相关理论简述
1. 燃烧机理
高分子材料受到热量影响, 其化学性质会发生很大的改变, 挥发分解出大量可燃性物质。同时, 高分子材料在燃烧过程中极易受热分解, 分解产物在气相和固相环境中快速分解。如果燃烧没有遵循热平衡原理, 则高分子会随着产生热量与燃烧总热量的关系变化而发生性质改变。
2. 阻燃原理
阻燃技术主要是针对高分子材料的燃烧机理研发出来的应用技术, 高分子材料要想稳定燃烧, 必须具备热稳定性、可燃性, 能够将重质的气体或物质进行隔离。阻燃技术就是通过对材料进行冷却、稀释实现阻燃目的的。从化学角度讲, 高分子材料的燃烧与阻燃过程非常复杂, 其阻燃体系会同时兼顾多种材料化学性质。
二、高分子阻燃技术应用
1. 阻燃剂
阻燃剂可以有效提高高分子材料的抗燃性, 并且还能抑制火焰的传播速度, 作为主要的燃烧阻剂, 阻燃剂中的高分子结构有两大类, 一种是反应型、一种是添加型。两种类型的高分子结构以其分子分散形式进行区分, 具体内容如下:
(1) 反应型
热塑性高分子与阻燃剂发生化学反应时, 其分子结构的固热性会受到严重干扰, 阻燃元素中磷系、氮系、锑系、铝-镁系、无机磷系等结构都会阻隔分子结构之间的热量传输。
(2) 添加型
添加型阻燃剂主要利用催化剂对高分子阻燃结构进行热量转化处理, 含溴、氯的阻燃剂是典型的添加阻燃剂, 其阻燃效果要高于反应型阻燃剂。同时, 由于阻燃剂在阻燃过程中会产生有毒气体, 所以阻燃剂中还应增加相应的气体吸附能力, 应用磷酸酯、有机盐、多元醇、磷氮化合物等物质提高阻燃剂的安全系数。
2. 阻燃技术
在消防防火中, 阻燃技术的应用水平最高, 阻燃剂是阻燃技术有效落实的主要载体, 由上文分析可知, 阻燃剂的高分子结构组成和改变对其阻燃性能的影响很大, 阻燃技术也是利用阻燃剂的化学功能对其分子结构进行改变的。所以阻燃技术必须在促进高分子材料脱水碳化的同时, 不产生多余的有毒气体和可燃性气体。
(1) 碳膜
由于阻燃剂在高温条件下比较容易分解, 所以在对阻燃剂进行技术改革时, 应围绕其分子结构的稳定性进行深入研究。阻燃剂与可燃材料发生化学反应会产生一层碳化膜, 这个碳膜会阻隔材料与外界环境接触, 并且还能够有效阻隔空气, 提高阻燃剂的阻燃性能。
(2) 无机阻燃技术
无机阻燃技术体现了阻燃剂的蓄热和导热功能, 高分子材料在燃烧过程中, 其分子结构会根据其蓄热和导热情况发生周期性变化, 当蓄热和导热量过大时, 其分子结构会被严重破坏, 无机阻燃技术可以将多余的热量进行循环吸收, 并同时加大阻燃剂的受热面积, 以分解, 吸收形式将热量转送到安全位置。其阻燃原理表现在阻燃剂受热产生大量具有吸热能力的水晶体, 水晶体遇热蒸发会转化掉一大部分热量, 高分子材料受热降低, 其高分子结构的热分解速度也会大幅度降低。
三、阻燃技术应用发展展望
目前, 我国消防部门对阻燃技术的研究力度正逐渐加大, 其技术应用价值也在稳步上升。阻燃技术由传统的物理性质阻燃、到化学反应融合阻燃、再到无机阻燃, 其发展过程复杂, 相关改革性内容能够充分体现出高分子材料的结构变化。微胶囊技术、纳米技术、有机技术的阻燃功能性非常高, 无论是在阻燃性能还是在阻燃效果上都具有显著疗效, 复合型材料的应用为阻燃技术研究和发展提出了重要的改革发展方向, 今后几年, 阻燃技术必须以丰富阻燃形态、提高阻燃效能、减少阻燃环境污染为发展目的, 进一步实现接枝和交联的分子材料功能化转变。
结论:通过上文对阻燃技术与阻燃剂进行系统分析可知, 阻燃技术的发展增强了高分子材料的阻燃功能。阻燃技术的研发与阻燃剂的分类发展也标志着我国材料工程的组合结构会发生翻天覆地的变化。通过接枝共聚以提高聚合物的热稳定性及阻燃性多系凝聚相阻燃模式, 即可以借助技术研究来实现, 也可以通过改善聚合物的阻燃性来实现。
摘要：近年来, 随着现代工业技术的不断发展和改革, 高分子材料的应用性能越来越好, 材料材质具有很强的抗破坏能力。高分子材料在消防领域中的应用较为广泛。高分子可燃燃料在燃烧过程中缺少阻燃能力, 并不能够在极短时间内将热量释放出来, 甚至有时还会产生大量的有毒物质, 所以为提高高分子材料的实际应用效果, 分子研究人员也正在尝试加大阻燃技术的研究力度。基于此, 本文将结合高分子材料阻燃技术的应用问题, 对其发展方向进行深入探究。
关键词：高分子,材料阻燃技术,应用,发展探析
参考文献
[1]朱玉刚.高分子材料阻燃技术应用及发展探析[J].中华建筑报, 2011, 13 (07) :109-131.
[2]黄赞, 李立新, 陈武勇.皮革阻燃剂与阻燃技术的最新进展[J].陕西科技大学学报, 2011, 14 (25) :119-124.
[3]杨立.材料阻燃技术研究现状分析[J].科技传播, 2013, 14 (26) :112-126.