聚碳酸酯控制箱（精选7篇）
聚碳酸酯控制箱 篇1
摘要：应用复分解法制备不同形貌的碳酸钙颗粒,选用聚乙二醇(PEG)、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和四丁基溴化铵(TBAB)为表面活性剂。改变其加入比例、反应温度等条件,制备出不同条件下的碳酸钙产品。运用扫描电镜技术、XRD、红外光谱分析实验所合成的产品。优化出制备形貌均一、分散性好的碳酸钙的最佳条件。
关键词：碳酸钙,表面改性,形貌
碳酸钙是一种重要的无机化工原料,被广泛应用于涂料、塑料、造纸等很多行业,涉及到人类生活和生产的方方面面。工业生产中一般主要按照生产的方法、粒径的大小对碳酸钙进行分类。按照生产方法不同可以将碳酸钙分为重质碳酸钙、轻质碳酸钙。重质碳酸钙是由天然大理石或石灰石经过机械粉碎、研磨而生产出来的［1］。轻质碳酸钙是用化学方法生产的,其颗粒细腻而均匀,颜色为纯白色,重量轻。按照粒径的大小不同可以将碳酸钙分为如下五类: 微粒碳酸钙、微粉碳酸钙、微细碳酸钙、超细碳酸钙、超微细碳酸钙。通常把粒径大小在1 ~ 100 nm之间的碳酸钙称为纳米碳酸钙［2－3］。
目前,对碳酸钙研究的关键问题是如何生产分散性高、形貌均一且粒度较小的轻质碳酸钙。轻质碳酸钙是20 世纪80 年代起开始大量研制的一种新型材料,由于轻质碳酸钙粒子的粒径较小,使其表面电子结构和晶体结构发生变化从而产生了大颗粒碳酸钙所不具备的一些特殊性能。例如,能够提高橡胶等产品的韧性和拉伸强度、与树脂的相容性好等等。但小颗粒的碳酸钙在生产过程中容易产生团聚现象,碳酸钙粒子的团聚使其性能受到影响［4］。碳酸钙制备过程受温度、酸度以及所选用表面改性剂等诸多因素的影响,使得制备出的轻质碳酸钙具有不同的形貌,常见的有立方状、球形、针状、链状、纺锤状等［5］。不同形态的轻质碳酸钙具有不同的特性,应用的领域也各不相同。例如,在合成橡胶中一般使用的是针状碳酸钙,针状碳酸钙的延伸性,抗张强度、补强性等比普通碳酸钙有很大提高。在塑料型材中加入立方形的轻质碳酸钙可以提高产品尺寸稳定性和刚度,降低成本。造纸行业中使用的是纺锤形轻质碳酸钙,它能显著改善纸张质量,且对纸张有较好的补强作用,同时还增加了纸张的抗磨性能［6］。
目前生产和科学研究中生产碳酸钙的方法较多,有碳化法、复分解法、微乳法等等。本实验应用复分解法选用氯化钙和碳酸铵制备轻质碳酸钙,实验过程中分别选用了阴离子、阳离子、非离子表面活性剂中的四种试剂,探究了不同表面活性剂、不同温度等条件对碳酸钙的分散性及形貌的影响。将制备出的碳酸钙进行扫描电镜、XRD、红外光谱测定［7－8］。
1 实验部分
1. 1 试剂与仪器
氯化钙; 碳酸铵; 盐酸; 十六烷基三甲基溴化铵; 四丁基溴化铵; 聚乙二醇600; 十二烷基苯磺酸钠。所有试剂均为分析纯。
恒温磁力搅拌器; 酸度计; p H电极; JMS-6360LV型扫描电子显微镜( SEM ) ; D/max型X - 射线衍射( XRD ) 仪Nicolet6700 型红外光谱仪。
1. 2 实验步骤
实验过程中选用0. 4 mol·L－1氯化钙溶液作为反应液,根据所称取质量的氯化钙计算实际配制溶液浓度。室温下,分别按不同的摩尔比( 表面活性剂与氯化钙的摩尔比分别为0. 1∶1、0. 01∶1 和0. 001∶1) 将表面活性剂与200 m L氯化钙混合搅拌,控制不同的搅拌时间及不同温度条件,再加入相应浓度计算量( 按反应方程式计算) 的碳酸铵溶液充分进行搅拌使其与氯化钙进行反应。对制备出的产品进行减压抽滤,于105 ℃烘干3 h。
2 实验结果与讨论
2. 1 不同表面活性剂对碳酸钙形貌及防团聚作用的分析
在温度为20 ℃ ,氯化钙浓度为0. 4 mol·L－1,碳酸铵溶液滴加速度为20 m L·min－1,搅拌速度为高速的条件下考察了不同表面活性剂及其不同加入比例( 表面活性剂与氯化钙的摩尔比分别为0. 1∶1、0. 01∶1 和0. 001∶1) 情况下对碳酸钙分散性及形貌的影响。
取适量制备出的碳酸钙粉末进行透射电镜分析,筛选出四种分散剂中分散性最好的SEM照片,结果见图1。由图1 可见,以聚乙二醇600 为表面活性剂制得的为球形碳酸钙产品,并且分散效果最好,颗粒分布均匀。这是因为聚乙二醇是一种极性低聚物,它能够定向吸附于碳酸钙颗粒的表面,使碳酸钙表面具有电荷特性并形成吸附层,从而提高碳酸钙的分散性。以十二烷基苯磺酸钠制得的产品为球形,但粒子表面不光滑,每个球状碳酸钙粒子表面均由无数立方体堆砌而成,分散较均匀。阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵和四丁基溴化铵制得的产品分散性较差存在不同程度的团聚,制得的产品形貌不规则。
分散效果较好的聚乙二醇600,在加入不同比例的情况下所制得的产品电镜扫描结果如图2 所示,由图2 可知,当聚乙二醇与氯化钙摩尔比为0. 01∶1 时制得的碳酸钙产品分散相好且形貌均一。摩尔比为0. 001∶1 和0. 1∶1 制得的产品为球形碳酸钙和方解石型碳酸钙混合体。这是因为当聚乙二醇600 添加量较小时,在反应初期不能很好的吸附在碳酸钙的表面,因此部分颗粒会长大并形成不规则的形状。随着添加量增加聚乙二醇对碳酸钙的分散作用增强,但是晶型控制剂的量存在一个极限值,如果添加量过大,溶液浓度过高晶体的形貌就会变得趋于不规则［9］。
2. 2 Ca2+浓度对碳酸钙分散性及形貌的影响
当温度为20 ℃ ,氯化钙浓度为0. 4 mol·L－1,碳酸铵溶液滴加速度为20 m L·min－1,搅拌速度为高速的条件,聚乙二醇与氯化钙摩尔比为0. 01∶1 的情况下,考察了Ca2+浓度对碳酸钙分散性及形貌的影响。当钙离子浓度由0. 1 mol·L－1增加至0. 4 mol·L－1,碳酸钙晶体分散性逐渐增强,形貌趋于规则。而氯化钙浓度过高时碳酸钙团聚明显。因此本试验确定氯化钙浓度为0. 4 mol·L－1。
2. 3 不同反应温度对碳酸钙分散性及形貌的影响
当氯化钙浓度为0. 4 mol·L－1,碳酸铵溶液滴加速度为20 m L·min－1,搅拌速度为高速,聚乙二醇与氯化钙摩尔比为0. 01∶1 的条件下, 考察了反应温度分别为10 ℃ ,20 ℃ ,50 ℃ 条件下对碳酸钙分散性及形貌的影响。电镜扫描结果见图3。实验结果表明20 ℃ 条件下制得的碳酸钙分散效果最理想。这是因为反应温度升高使得碳酸钙晶体的成核速率加快,晶体快速生长,极易聚集形成大颗粒晶体。温度过低不利于形成形貌均一的碳酸钙产品。因此,本实验确定最佳反应温度为20 ℃ 。
2. 4 碳酸钙产品的红外光谱分析
对温度为20 ℃ ,氯化钙浓度为0. 4 mol·L－1,碳酸铵溶液滴加速度为20 m L·min－1,搅拌速度为高速,聚乙二醇与氯化钙摩尔比为0. 01∶1 的情况下制得的碳酸钙产品进行红外光谱测定。红外光谱图相应的IR光谱( 见图4) 出现的吸收峰1456 cm－1,875 cm－1,711 cm－1均为碳酸钙的特征吸收峰,分别对应碳酸钙中C-O反对称伸缩振动,CO32－面外变形振动和O-C-O的面内变形振动。而在1456 cm－1附近( CO伸缩振动) 的宽吸收以及875 cm－1处( 面内变形振动) 、711 cm－1( 面外变形震动) 的尖锐吸收可证明是碳酸钙组分。
2. 5 碳酸钙产品的X-射线衍射( XRD) 分析
对温度为20 ℃ ,氯化钙浓度为0. 4 mol·L－1,碳酸铵溶液滴加速度为20 m L·min－1,搅拌速度为高速的条件,聚乙二醇与氯化钙摩尔比为0. 01∶1 的情况下制得的碳酸钙产品进行X射线衍射分析,通过产品的X射线衍射图( 图5) 可见,在2θ角为23. 02°, 29. 42°, 35. 9°, 39. 38°, 43. 1°, 47. 54°,48. 46°,57. 26° 处出现了衍射峰, 这些衍射峰分别对应着Ca CO3的( 012 ) ,( 104 ) ,( 110 ) ,( 113 ) ,( 202 ) ,( 018 ) ,( 116) 以及( 122) 晶面,与立方面心结构碳酸钙标准谱图( 卡片号: PDF 47-1743) 一致,说明制备的产品为立方面心结构的碳酸钙。
3 结论
( 1) 聚乙二醇600 对碳酸钙有很好的防团聚作用,制得的产品为形貌均一的球形碳酸钙。
( 2) 以聚乙二醇600 为表面活性剂的最佳反应温度为20 ℃,氯化钙的最佳浓度为0. 4 mol·L－1。
( 3) 通过正交试验选出以聚乙二醇600 为表面活性剂且聚乙二醇600 与氯化钙溶液的摩尔比为0. 01∶1 条件下制得的碳酸钙无混合型产品,形貌均一。
聚碳酸酯控制箱 篇2
1 古海洋环境
“历史比较法”的思维方法使得积聚分析探索者曾经认为古时候海水的化学组成和现代海水相同, 该论点直到上个世纪七八十年代才广受诟病:1975年桑德伯格在对钙质鲡粒结构特质的分析探索中发现新生代早阶段的海水环境有益于石灰石沉淀、新生代晚阶段到现代的海水环境有益于文石沉淀, 并将有益于石灰石和文石沉淀的地质历史阶段, 分别称之为石灰石海和文石海时阶段。不同分析探索人员对M2CO3非骨屑粒子、水蒸气散失岩原生自然元素单质及化合物组成部分和水蒸气散失岩中流动性液体包络体的分析探索也指出, 寒武纪第四纪海水地球化学组成部分曾发生显著的周阶段性改变。
以上阐述都是专有所指于较长时间范围内的全球古海洋环境改变, 本文对积聚层发育机理的探究也依据这个为基础。目前专有所指短时间长短的相关理论分析还较少, 是今后分析探索的一个发展潮流。
2 古气候背景
文石海阶段对应全球冰室阶段, 这个时候地球南、北两极被冰层淹没, 高纬度地域发育海流冰川, 海流浅水M2CO3积聚物主要散布在南、北300纬度的热带-亚热带之间。在0-300的低纬度地带, 靠温带一侧为亚热带高压控制的干燥地带, 即燥热古气候背景下的冰室阶段, 即文石海积聚环境。
从新元古代晚期到现在, 中国中西部重叠盆地中下结合海相M2CO3岩积聚都度过了冰室阶段一文石海与温室阶段, 即石灰石海的周期性演变, 且大体上与全球改变同时期。因为积聚时所处地球古纬度的不同, 不同盆地M2CO3岩积聚时的古气候背景与古海洋环境均不相同, 海底与埋藏成岩环境的介质盐度具有极大差异。
3 不同环境下M2CO3岩积聚与积聚层特质
3.1 燥热的古气候背景与孔洞一孔洞型石英岩积聚层的产生
地质历史阶段较大范围发育的石英岩多与水蒸气散失岩关系紧密, 例如生长于水蒸气散失台地中的早期成岩作用石英岩。这一类石英岩的交替作用出生于早期成岩作用阶段, 即碳酸钙积聚物刚积聚不久, 还未脱离积聚环境时。被交替的积聚物为潮间到潮上带、膏盐湖环境中的文石泥、泥晶高含Mg石灰石。石英石化流动性液体在燥热古气候背景下、由强烈水蒸气散失作用产生的盐度变高的富Mg2+浓缩海水 (卤水) 。该机理主要用于阐述与水蒸气散失岩伴生的潮坪、湖积聚物的石英石化作用。由这种机理产生的石英岩质地紧密, 很难独自构建积聚层。水蒸气散失岩也是燥热古气候背景下特有而常见的积聚种类, 常与早期成岩作用石英岩同生或相伴而生。水蒸气散失盐是易溶自然元素单质及化合物, 很容易在短时间长短湿润古气候背景下被溶蚀而产生孔洞, 从而有益于后阶段产生具有水蒸气散失盐铸模孔的孔洞型含膏 (膏质) 石英岩积聚层。
3.2 文石海环境与孔洞一孔洞型石英岩积聚层的产生
文石、高Mg石灰石和低Mg石灰石的化学活动性有显著不同。文石和高Mg石灰石为准稳定自然元素单质及化合物, 在成岩作用过程中会向稳定的低Mg石灰石转化, 因而已经成岩的古时候M2CO3岩主要由低Mg石灰石构建。所以可以看出, 文石海阶段与石灰石海阶段的M2CO3积聚有着截然不同的成岩潜质。不同的海水组成部分和原生自然元素单质及化合物组成势必造成M2CO3岩早阶段成岩作用方式的显著差异。
4 结语
我国四大盆地等M2CO3岩的勘察探明说明, 古海洋环境与古气候背景是控制M2CO3岩积聚作用并影响其成岩作用的首要因素。孔洞、孔洞型石英岩积聚层在燥热古气候背景下的文石海环境最有益于的成长。燥热古气候背景下的石灰石海积聚物可产生以水蒸气散失盐铸模孔为主的孔洞型石英岩积聚层。湿润古气候背景下的石灰石海和文石海积聚物则主要产生大型石灰岩长期溶蚀型M2CO3岩积聚层。从古海洋环境、古气候背景出发, 探究两者对M2CO3岩积聚层发育的控制作用, 对开展M2CO3岩积聚层的有关分析探索有着十分关键的意义。
参考文献
[1]张宝民, 刘静江, 边立曾, 等.礁滩体与建设性成岩作用[J].地学前缘, 2009, 16 (1) :270-289.
[2]赵锡文.古气候学概论[M].北京:地质出版社, 1992.
聚碳酸酯控制箱 篇3
关键词：质量监测,关键点控制,碳酸饮料
一、引言
近年来, 在我国严重的农产品质量安全事故频发。尽管我省尚未发生过重大碳酸饮料质量安全事故, 但“塑化剂”事件、“碳酸饮料投毒”事件给我们敲响了警钟。不难想象, 一旦发生类似的重大质量安全事故, 将会给碳酸饮料生产加工业发展带来毁灭性的打击, 而且其直接关系着人民群众的健康, 甚至会对子孙后代的健康产生重要影响。中国碳酸饮料的质量安全检测工作已经取得了比较明显的成效, 为全面提升碳酸饮料的质量安全水平奠定了比较好的基础, 但由于中国碳酸饮料监测工作起步较晚, 加之碳酸饮料品种复杂多样, 碳酸饮料的质量安全监测又是一个非常复杂的系统工程, 所以碳酸饮料的监测体系还有待进一步优化和完善, 以适应日益复杂和严峻的碳酸饮料质量安全新形势, 更好地满足消费者对安全健康碳酸饮料的需求。目前, 碳酸饮料已经成为人们生活中非常重要的消费品。随着经济的快速发展和人民生活水平的不断提高, 目前碳酸饮料的质量安全问题正日益凸显, 这会不但影响到广大人民群众的身体健康和生命安全, 也影响了碳酸饮料行业的健康持续性发展。因此, 加强碳酸饮料产品质量安全监测势在必行。所以, 本研究具重要的现实必要性、紧迫性和实践意义。
二、碳酸饮料监测中存在的主要问题
碳酸饮料从原料采购到生产加工、贮藏运输乃至流通消费的环节多, 质量监管工作比较复杂, 一旦某个关键点出现问题, 都可能导致比较严重的质量安全问题。吉林省农产品质量安全管理工作起步较晚, 基础比较薄弱, 与世界上发达国家相比有明显的不足。其次, 吉林省质量安全检测体系也不健全, 制约着监管机制效力的发挥。一是检测机构依然缺乏。现有的检测机构与面广量大的农产品生产和市场监督检验要求相比仍有很大差距, 面向生产基地和市场的基层质检机构严重缺乏。二是监测手段落后。现有质检机构的仪器设备陈旧落后, 检验人员力量不足, 检测能力不能适应新的检测项目和参数的要求。第三, 监管体制为“分段”管理, 各监管部门之间协调难度大, 涉及的行业发展水平不一, 涉及的利益关系复杂。
三、HACCP系统与碳酸饮料关键控制点
碳酸饮料中引入HACCP系统, 即采用危害分析与生产中的关键点控制 (HACCP) 系统, 就是对可能发生在碳酸饮料生产加工环节中的危害进行评估, 继而采取控制的一种预防性的碳酸饮料质量安全安全控制体系。该系统有别于传统的质量控制方法, 它是对碳酸饮料生产过程中采用的原料、各生产工序中影响碳酸饮料产品安全的各种关键因素进行系统分析, 从而确定碳酸饮料生产加工过程中的关键环节。在此基础上, 可以根据企业情况以及HACCP系统要求, 建立并完善碳酸饮料产品生产加工的监控程序和监控标准, 并采取有效的纠正措施, 从而将可能的产品质量安全危害进行有效预防、降低甚至消除到碳酸饮料饮用者可以接受的水平, 以确保碳酸饮料生产加工者能为消费者提供优质安全的饮料。危害分析与生产中的临界控制点 (HACCP) 系统是20世纪70年代以来被食品行业广泛应用的比较有效的质量控制系统。该系统强调的重点是预防为主, 通过技术控制为主转向通过管理控制关键技术点。该方法的原理是指碳酸饮料监测以及管理者越是尽可能选择计划的关键点作为控制标准, 控制工作就越有效。为了进行有效的质量安全控制, 需要根据各种计划来衡量工作成效, 并控制具有关键意义的那些因素。事实上, 控制住了关键点, 也就控制住了全局。碳酸饮料HACCP系统的建立需要企业具备良好的操作规范, 能够规范的按照良好操作规范从事碳酸饮料生产加工和销售;需要具备卫生标准操作规范, 碳酸饮料的生产、加工、储藏和运输以及设施环境都符合卫生操作规范标准, 尤其是需要对设备环境的维护保养以及对人员的风险分析和关键点控制培训。根据碳酸饮料的生产工艺流程, 采用HACCP可设定6个关键控制点, 即水处理、糖处理, CO2处理、生产线上产品质量的控制以及包装和储藏 (李家瑞, 1997;宫存林, 2003) 。
四、对策建议
HACCP管理系统是目前国际上广泛通用的食品饮料安全生产预防体系和规范管理方法。提升碳酸饮料的监测水平, 首先需要从问题分析和风险管理分析入手, 利用从“原料到消费者的全过程、预防式、综合式、可追溯的质量安全管理降低碳酸饮料质量安全问题发生的概率, 提高监测效率, 保障碳酸饮料的质量安全。其次, 建立碳酸饮料安全监测问责制和建立健全碳酸饮料质量安全监测的责任制、建立并完善碳酸饮料安全监测的风险评估机制来完善碳酸饮料监管机制。第三, 建立碳酸饮料质量安全监测预警机制。预警机制能够通过有效的信息发布和信息传播, 让公众在第一时间知道预警内容, 并采取防范措施, 使公众的健康免于受到不安全碳酸饮料产品的危害。
参考文献
[1]李家瑞:加强饮料市场质量监督, 使消费者喝到质量放心的饮料, 软饮料工业, 1997 (1) :17-19。[1]李家瑞:加强饮料市场质量监督, 使消费者喝到质量放心的饮料, 软饮料工业, 1997 (1) :17-19。
聚碳酸酯控制箱 篇4
现代战争中,参战人员在战斗中受到伤害的可能性和伤害程度都有大幅升高;随着社会的发展,人们的居住方式逐步由散居向聚居转化,大批人口的涌入,使城市的规模不断扩大,高密度的聚居人口易发生突发性的群伤事件。在战斗或灾害、事故中伤员的伤情以运动伤、骨外伤、颅脑及脊柱等神经系统外伤为主[1],如何对伤员进行有效的救治是摆在卫勤、抢险救灾和救援人员面前的首要问题。现场对外伤进行紧急处理的一个关键措施就是包扎、制动、复位和固定等,而有效、安全、快速的后送转运则是避免伤员的二次损伤、为伤员争得宝贵的治疗时机的保障[2]。
目前,比较专业的现场急救固定器械包括常用的普通石膏绷带以及少量高分子塑性材料和绷带等。普通石膏绷带存在可塑性小,固化时间较长,组织相容性差,自重较大,操作难度大等缺点,高分子塑性材料和绷带则存在对使用操作条件与环境要求较高(比如要求加热到一定的塑形温度)等缺点,它们均不适合于现场的急救。为了适应现场急救的需要,克服普通外伤固定和伤员转运器材的不足,我们研制了可快速成型的异氰酸酯基高分子材料现场创伤急救器械[3,4,5]。
异氰酸酯基高分子材料固定和转运器械在贮运时为液体。现场使用时,将不同组分的液体混合,混合液体发生反应,经塑形后固化,制成固定或转运器械[6]。固定和转运器械的固化成形时间影响着现场的抢救效率,对异氰酸酯基材料固化时间控制的研究也成为一项重要内容。
2 异氰酸酯基高分子材料的化学基础
液态的异氰酸酯基高分子材料在塑造固定和转运器械时,材料的组成成分间发生复杂的化学反应。发生反应的高分子材料主要包括异氰酸酯、聚醚多元醇,另外还有少量的多胺基化合物、白炭黑、活性炭酸钙、多巯基与氨基化合物等[6]。
异氰酸酯的分子式为C9H6O2N2,其相对分子质量为174.16。它是一种重要的有机化学中间体,常用来生产合成聚氨树脂,其中大部分用于生产软质聚氨酯发泡制品[7,8]。异氰酸酯常温下为无色黏稠透明液体,通常是多种异构体组成的混合物,其异氰酸酯根(-NCO)平均值为30.3±3。
聚醚多元醇属于芳烃聚酯多元醇,是以苯二甲酸酐、二乙二醇己二醇与新戊二醇等经催化酯化反应而成[9]。聚醚多元醇按羟值分类,一般聚醚多元醇随着相对分子质量提高、羟值降低,其泡沫产品的强度降低,但由于其羟值低可以减少聚合介质的用量,同时由于其苯环含量高,产品硬度不受损失,且产生的泡沫具有细腻、韧性好、强度高、自结皮性能好等特点,在小型塑形产品中用途更加广泛。
异氰酸酯基高分子材料的发泡固化反应主要发生在异氰酸酯的异氰酸酯根(-NCO)和聚醚多元醇的羟基(-OH)之间,通过聚合反应,不断加大聚合物的相对分子质量,再在少量的水参与下发泡、塑形,最终固化[7]。异氰酸酯根和聚醚多元醇之间的聚合反应为放热反应。随着聚合反应的进行,热量也不断地释放,反应温度也不断升高;反应温度越高,聚合反应的速度越快,热量产生也越多,进而使反应温度更高,固化程度不断加剧。
异氰酸酯根和聚醚多元醇之间的聚合反应程度(固化程度)可以通过反应物的颜色和反应物的物理状态来评估。由于聚合反应在水参与下产生微气泡,反应物间微气泡随着聚合反应的开始骤然增多,反应物的颜色也骤然乳白化。从反应开始到反应物变成乳白色的这段时间,叫乳白时间,它代表聚合反应的开始。随着聚合反应的不断进行,异氰酸酯的异氰酸酯根(-NCO)和聚醚多元醇的羟基(-OH)不断聚合交联,反应物的物理状态发生变化,由反应前的清亮稀薄的清油状逐渐变成黏稠的凝胶状,可以轻易拉成细长柔韧的丝。从反应开始到反应物变成黏稠凝胶状态的这段时间,叫凝胶时间。最后,随着聚合反应程度的加深,参与聚合交联的有机高分子越来越多,反应物逐渐固化,在物理状态上的表现是反应物不再黏稠,触之不黏,也逐渐无法拉成细丝。从反应开始到反应物变成不黏状态的这段时间,叫不黏时间。乳白时间、凝胶时间和不黏时间反映了异氰酸酯根和聚醚多元醇之间的聚合反应程度(固化程度)与时间的关系[10]。
在反应过程中,少量的多胺基化合物充当催化剂,调节反应速度;多巯基、氨基化合物充当交联剂,改善聚合反应质量;白炭黑具有良好的活性和吸附率,填充于泡沫制剂中能明显提高其物理性能,可极大提升创伤急救固定器械的抗冲击强度;活性炭酸钙是用表面改性剂对轻质碳酸钙进行表面改性而制得,颗粒形状为单分散粉体,粒度分布较窄,粒径小,平均粒径一般为1～3μm,具有外强作用[6]。
3 影响异氰酸酯基材料固化时间诸因素的实验研究
影响异氰酸酯基材料固化时间诸因素主要包括材料内因和环境外因。根据急救现场条件,环境外因包括环境温度、湿度等;材料内因主要包括异氰酸酯和聚醚多元醇的配比、催化剂的剂量、聚合反应的温度等。由于白炭黑、活性炭酸钙、多巯基、氨基化合物等成分添加量非常少,且仅起到机械性能改良作用,它们对异氰酸酯基材料固化时间的影响忽略不计。
3.1 实验设计
由于异氰酸酯根和聚醚多元醇之间的聚合反应程度(固化程度)可以用乳白时间、凝胶时间和不黏时间来评价,因此,测定这3个时间参数,即可间接测得异氰酸酯基材料的固化阶段与对应时间的关系,从而推算出异氰酸酯基材料固化时间与控制因素之间的关系。
实验在特制的无色玻璃皿中进行。玻璃皿为扁平长方形,高5 cm,宽3 cm,厚度分别为1 mm、3 mm、5 mm、1 cm、2 cm和5 cm,上部敞开,底部封闭,在底部一边留一宽1 mm、长3 mm的开口,用于反应物的注入。玻璃皿制作材料为石英玻璃,壁厚0.5 mm,平整光滑,无色透明,视物无畸形,方便观察。
实验时,将实验材料的各组分按比例适量在小型搅拌器中快速充分搅拌(<10 s),然后用10、20或100 ml注射空针将搅拌器中混合物快速从玻璃皿底部开口注入并充满玻璃皿,透过玻璃皿壁观察,并用牙签从玻璃皿上部敞开口检测反应物的物理性质。从混合物移出搅拌器时开始计时,测定反应的乳白时间、凝胶时间和不黏时间。
3.2 催化剂对异氰酸酯基材料固化时间的影响
在室温为20℃,相对湿度为60%环境下,取标准组方异氰酸酯基材料(按聚酯多元醇75%,交联剂5%,匀泡剂5%,碳酸钙5%,白炭黑5%,催化剂0.1%,其他填料5%比例组方,再按2∶1的比例取适量异氰酸酯[6])适量,放在小型搅拌器中快速充分搅拌,移入厚度为1 cm的玻璃皿中观察;改变催化剂的比例到0.2%、0.5%和1%,以及不添加催化剂,重复上述实验,观察并记录乳白时间、凝胶时间和不黏时间。实验结果如表1所示。
根据实验结果,催化剂的剂量对乳白时间密切相关,随着催化剂剂量的加大,乳白时间加速缩短;催化剂的剂量对凝胶时间和不黏时间影响不大,随着催化剂剂量的加大,凝胶时间和不黏时间几乎没什么变化。由于乳白时间与凝胶时间和不黏时间相比要短得多,因此,催化剂对异氰酸酯基材料固化时间影响不大。
3.3 环境温度对异氰酸酯基材料固化时间的影响
实验分别在在总后军交运输研究所热区适应性试验室(高温实验室)和冬季黑龙江省黑河地区进行。
在室温20℃,相对湿度60%环境下,取标准组方异氰酸酯基材料适量放在小型搅拌器中快速充分搅拌,移入厚度为1 cm的玻璃皿中观察;改变室温为40、60℃和-10、-20℃,保持相对湿度60%不变,重复上述实验,观察并记录乳白时间、凝胶时间和不黏时间。实验结果如表2所示。
根据实验结果,环境温度对乳白时间和凝胶时间存在影响,但对不黏时间影响并不十分明显,表现为:随着温度的下降,乳白时间和凝胶时间明显延长,不黏时间几乎没什么变化。由于乳白时间、凝胶时间和不黏时间相比要短得多,因此,环境温度对异氰酸酯基材料固化时间影响不大。
3.4 环境湿度对异氰酸酯基材料固化时间的影响
在室温20℃,相对湿度60%环境下,取标准组方异氰酸酯基材料适量放在小型搅拌器中快速充分搅拌,移入厚度为1 cm的玻璃皿中观察;改变环境相对湿度为20%、40%、80%、100%(结露),保持室温不变,重复上述实验,观察并记录乳白时间、凝胶时间和不黏时间。实验结果如表3所示。
根据实验结果,环境湿度对乳白时间和凝胶时间影响不明显,但对不黏时间影响相对显著,特别是在湿度达100%结露的情况下,不黏时间大大缩短。
3.5 异氰酸酯基材料混合程度对固化时间的影响
在室温20℃,相对湿度60%环境下,取标准组方异氰酸酯基材料适量放在小型搅拌器中快速搅拌5 s,移入厚度为1cm的玻璃皿中观察;改变搅拌时间为0(即将材料各组分简单混合,不搅拌)、2、8 s,重复上述实验,观察并记录乳白时间、凝胶时间和不黏时间。实验结果如表4所示。
根据实验结果,搅拌时间对乳白时间影响较大,材料如果不搅拌,乳白时间将大大延长,凝胶时间和不黏时间当然也相应延长。搅拌得越充分,乳白时间越短,但搅拌时间对凝胶时间和不黏时间影响不显著,特别是对不黏时间几乎没什么影响。
3.6 异氰酸酯基材料厚度对固化时间的影响
在室温20℃,相对湿度60%环境下,取标准组方异氰酸酯基材料适量放在小型搅拌器中快速充分搅拌,分别移入厚度为1 mm、3 mm、5 mm、1 cm、2 cm和5 cm的玻璃皿中观察,记录乳白时间、凝胶时间和不黏时间。实验结果如表5所示。
根据实验结果,异氰酸酯基材料厚度对凝胶时间和不黏时间均存在较大影响,特别是对不黏时间的影响十分明显。表现为:随着材料厚度的增加,不黏时间急剧缩短,而对乳白时间几乎没什么影响。
4 结果
通过影响化学反应诸因素对异氰酸酯基材料固化时间控制的实验可以看出,异氰酸酯基材料固化时间受材料厚度和环境湿度的影响较大,特别是材料厚度的影响最大,它们是控制异氰酸酯基材料固化时间的决定因素;催化剂的剂量、环境温度和材料的混合程度对固化时间影响十分有限,可以忽略,不予考虑。在实验中发现,材料混合在一起后必须给予一定程度的搅拌混合,否则,固化时间将大大延长,甚至不能良好地固化,但过多的混合操作并不能有效缩短固化时间。
5 讨论
异氰酸酯基材料的固化时间受环境温度和催化剂的影响较小,因此,催化剂不能作为控制异氰酸酯基材料固化时间的因素和方法。但也正是异氰酸酯基材料的固化时间受环境温度影响较小,研制的伤员固定、转运器材的适应地域才比较广泛。异氰酸酯基材料的聚合反应主要发生在在异氰酸酯的异氰酸酯根(-NCO)和聚醚多元醇的羟基(-OH)之间,-NCO和-OH的聚合反应极易发生且受温度影响较大,并随着温度的升高呈几何级数加快。在反应的初始阶段,由于反应物温度较低,-NCO和-OH的聚合反应相对较慢,这时需要催化剂参与,以降低反应活化能,使得反应在较低温度下能够快速进行,从而有效缩短乳白时间;当反应进行到一定程度(乳白时间后),反应释放的热量使得反应物的温度迅速升高,反应在此温度下快速进行,这时反应便完全不受环境温度的影响。通常情况下,乳白时间较短,即使在极限冷环境下乳白时间也不超过0.5 min,它的影响可以忽略,不予考虑。
异氰酸酯基材料的固化时间受环境湿度的影响较大。异氰酸酯基材料的异氰酸酯根(-NCO)和聚醚多元醇的羟基(-OH)发生聚合反应时,在水的作用下,反应物发泡并快速固化。反应需要的水主要靠吸收空气中的水蒸汽,因此空气中水蒸汽的含量(空气湿度)成为影响材料的固化时间的重要因素。随着环境湿度的增加,材料的固化时间明显缩短。但由于人为调节湿度的困难较大,所以它不能作为控制异氰酸酯基材料固化时间的因素和方法;也由于通常情况下环境湿度变化对固化时间的影响在可接受范围内,所以环境湿度对材料固化时间的影响也可以忽略,不予考虑,伤员固定和转运器材的适用地域也因此基本不受制约。
异氰酸酯基材料的固化时间受材料混合程度的影响较小,因此,材料的混合程度也不能作为控制异氰酸酯基材料固化时间的因素和方法。使用异氰酸酯基材料制作伤员固定、转运器械时,将各种材料加在一起并给予适当的混合,聚合反应即能发生。随着聚合反应的进行,在水的作用下,反应物发泡,发泡过程使得反应物不断地得到搅拌和充分混合,聚合反应也得以不断地顺利进行。
异氰酸酯基材料固化时间受材料的厚度的影响最大,它是控制异氰酸酯基材料固化时间的常用方法。异氰酸酯基材料的聚合反应一方面受温度影响较大,随着温度的升高呈几何级数加快,另一方面它又是释热反应,反应过程中释放大量的热量,这些热量会使反应的温度不断升高。一般环境下,反应物表面温度可达35～45℃,其中心温度随着材料厚度的增加而增加,厚度1 cm的材料,中心温度达50～60℃,较高的反应温度促使反应速度进一步加快,有效地缩短材料的固化时间。现场用异氰酸酯基材料制作伤员固定、转运器械时,应迅速调节材料的厚度以控制材料的固化时间,从而获得合适的塑形操作时间。通常,材料的最佳厚度为1 mm,其固化时间大约为20 min,无论固化强度或固化时间均满足要求。
参考文献
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新型建材之“聚碳酸酯耐力板” 篇5
聚碳酸酯板是以高性能的工程塑料聚碳酸酯加工而成一种板材, 是以高性能的工程塑料聚碳酸酯或聚碳-酸脂加工而成。 聚碳酸酯耐力板因防盗、防弹, 具有超强的坚韧性、高度的耐候性、最佳的隔热性、耐冲击、打不破、安全可靠;重量轻、可弯曲、施工方便。 用途十分广泛, 也是近几年受我国建筑行业推崇和赞誉的一种新型建筑装饰材料。 适用范围:住宅天窗, 工业厂房及仓库采光顶棚, 游泳池、体育场馆、温室覆盖;通道、走廊、停车棚;高速公路隔音屏障;室内屏风装饰、淋浴房、浴室、阳台隔断, 家具、厨具柜门;广告灯箱、告示牌、户外广告牌、LED电子显示屏等。
(来源:中国建材信息总网)
聚碳酸酯控制箱 篇6
气流干燥[2]是把粉粒体等湿物料采用适当的加料方式, 将其连续加入干燥管内, 在高速热气流的输送和分散中, 使湿物料中的水分蒸发得到粉状或粒状干燥产品的过程。气流干燥具有干燥强度大、干燥时间短、结构简单、处理量大等优点, 目前广泛应用于化工产品的干燥单位。
水蒸汽喷析法工艺生产聚碳酸酯湿粉料一般含有PC、水、二氯甲烷等成分, 二氯甲烷溶剂残留在聚碳酸酯中, 在高温下会分解生成盐酸, 严重腐蚀管道设备。聚碳酸酯粉粒料在成型前需要严格干燥, 粉料中含水量超过0.05%, 加工温度140~150℃以上时, 会造成聚碳酸酯软化和相互粘结而发生降解, 出现气泡, 分子量急剧下降, 制品表面盖满银纹, 颜色变深, 机械强度变差, 严重影响最终成型制品质量[3]。
本文通过分析气流干燥系统中加热介质种类、流量、水蒸汽品位、伴热套管水蒸汽量、伴热面积等因素对干燥效果的影响, 研究气流干燥系统应用于聚碳酸酯干燥的可行性。
1 主要设备、仪器及原料
1.1 干燥设备及分析仪器
主要设备包括自制的气流干燥管 (干燥管φ50mm, 伴热套管φ80mm) , 加料器, 旋风分离器、换热器等, 主要分析仪器包括气相色谱仪、烘箱、电子天平等。
1.2 原料
中试装置生产的聚碳酸酯湿粉料。
2 结果与分析
2.1 加热介质对干燥效果的影响
使用0.6 MPa水蒸汽和0.6 MPa压缩空气作为干燥介质, 压缩空气使用换热器进行加热, 分别考察不同流量下聚碳酸酯粉料的干燥效果, 分析结果见图1, 图中挥发分包括水和二氯甲烷溶剂。
从图1可以看出, 选择水蒸汽和加热后的压缩空气作为干燥介质, 对聚碳酸酯粉料干燥效果差别不明显, 水蒸汽干燥下, 聚碳酸酯中残留的挥发分含量略高, 水蒸汽为饱和蒸汽, 在保温不理想的条件下, 温度降低形成冷凝水, 对干燥效果产生一定影响。加热介质流量对干燥效果影响不大, 从变化趋势看, 减少加热介质流量, 粉料中挥发分含量变化不明显。说明气流干燥在干燥粉料中的表面水时不需要较大的流量。
从图2中可以看出, 选择水蒸汽和加热后的压缩空气作为干燥介质, 脱除碳酸酯粉料中二氯甲烷溶剂效果差别明显, 使用水蒸汽作为干燥介质时, 二氯甲烷脱除比较完全, 使用压缩空气时, 聚碳酸酯粉料中会残存一定量的二氯甲烷溶剂, 说明压缩空气脱出溶剂的效果较差。
2.2 夹套伴热面积对干燥效果的影响
自制的气流干燥管夹套伴热管中通入低压蒸汽, 夹套管分4段, 每一段单独使用阀门进行控制, 通过阀门调节改变夹套伴热面积, 其夹套面积分别为5.5m2、11m2、16.5m2、22m2, 使用0.6MPa水蒸汽作为干燥介质, 对聚碳酸酯粉料进行干燥, 其粉料中挥发分含量与夹套面积变化趋势见图3。
从图3可以看出, 随着气流干燥管夹套面积不断增大, 其干燥效果越好, 聚碳酸酯粉料中的挥发分含量越低, 说明蒸汽夹套面积增加, 能够保证气流干燥管中水蒸汽不产生冷凝水, 同时蒸汽能够提供用于气化二氯甲烷溶剂和水分的热量。
2.3 加热蒸汽品位对干燥效果的影响
采用不同压力等级的低压蒸汽作为干燥介质, 对聚碳酸酯粉料进行干燥处理, 通过分析聚碳酸酯粉料中挥发分的含量, 研究干燥效果, 实验数据见图4。
从图4可以看出。使用0.6MPa蒸汽作为干燥介质, 其干燥效果较好, 0.3MPa水蒸气温度较低, 提供的热量只能将聚碳酸酯粉料中少量挥发分脱出, 1.3MPa水蒸气温度较高, 但在实际生产中由于保温等条件限制会造成部分蒸汽冷凝, 从而增加粉料中水分含量。同时由于1.3MPa水蒸气温度过高, 容易造成干燥管局部过热, 导致聚碳酸酯软化粘结在管线内壁, 对产品质量有一定的影响。
3 结论
1) 使用水蒸汽和压缩空气作为聚碳酸酯粉料的干燥介质, 都能起到脱除水分和溶剂的作用, 但使用水蒸汽能够保证将粉料中的溶剂完全脱除, 而使用加热的压缩空气则达不到脱除溶剂的目的。增加套管夹套面积进行加热和保持温度, 有利于挥发分的脱除。
2) 干燥介质温度对干燥效果影响明显, 干燥温度升高, 有利于聚碳酸酯粉料中挥发分脱除, 但温度过高容易产生软化挂壁的情况, 因此根据目前工况需要, 选择0.6MPa水蒸汽作为干燥介质比较适合。从实验的情况看, 采用蒸汽一次对水分进行脱除最好能达到4%~6%左右, 剩余的水分需要通过串联其他类型干燥器进行进一步除水处理。
参考文献
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[2]于才渊.王宝和.王喜忠.干燥装置设计手册[M].北京:化学工业出版社, 2005.
聚碳酸酯无卤阻燃剂研究进展 篇7
目前用于聚碳酸酯中的阻燃体系主要有卤系阻燃剂卤系、磷酸酯系、磺酸盐系、磷-氮系、硼系、有机硅及含溴聚碳酸酯齐聚物等。由于卤系阻燃剂需要与锑类化合物复配使用而使PC变得完全不透明,而且卤系阻燃剂在燃烧时产生大量有毒气体,甚至有些卤系阻燃剂燃烧时还会产生致癌物质Dioxin(二噁英)而逐渐被无卤环保型阻燃剂所取代。
PC的无卤阻燃剂有以下几大类:磷系阻燃剂、芳香磺酸盐系阻燃剂、有机硅系阻燃剂、硼系阻燃剂、无机类阻燃剂、纳米阻燃剂等。下面介绍其中的几类PC用无卤阻燃剂的特点,阻燃机理及各自的优缺点。
1 阻燃剂的阻燃机理[1]
一般阻燃剂的阻燃机理可分为:(1)气相阻燃:阻燃剂受热会分解释放出自由基,抑制在燃烧反应中起链增长作用的自由基;(2)凝聚相阻燃:在固相中中止聚合物的热分解和阻止聚合物释放出可燃性气体;(3中断热交换:将聚合物产生的热量带走而不反馈到聚合物上,使聚合物不再持续分解。
2 PC用无卤阻燃剂及其所属的阻燃机理
2.1 磺酸盐型阻燃剂
早在20世纪70年代,就有人发现无机和有机芳香族磺酸盐(酯)是PC极有效的阻燃剂。磺酸盐及其复配物对PC的阻燃效率极高,通常只需1%以下的添加量(但其价格昂贵),即可制得氧指数35%~40%,UL94 V-0级或5V级(3.2 mm厚)的阻燃PC。目前,工业中常用的磺酸盐类阻燃剂主要有2,4,5-三氯苯磺酸钠(STB)、全氟丁基磺酸钾(PPFBS)及苯磺酰基苯磺酸钾(KSS)三大类。磺酸盐阻燃剂的优点是添加量极小就可使PC达到较高的LOI值和阻燃等级,缺点是与PC相容性不好,易达到饱和添加量,超过饱和添加量后会对PC的力学性能产生较大的影响[2,3]。
磺酸盐型阻燃剂的阻燃机理与普通的阻燃剂不同。目前公认的阻燃机理是:在燃烧过程中,磺酸盐能加速PC的分解速率,促进PC的交联和成炭,使之能迅速形成炭层结构,阻碍了氧气和热量向材料内部传递[4,5,6]。
国内外阻燃学者对于磺酸盐阻燃PC做了大量的研究。
Shumei Liu等[7]采用热失重和FTIR对PPFBS阻燃PC复合材料进行了研究。TGA结果表明:PPFBS的加入降低了PC降解的活化能,提高了PC的热降解速率,从而确保了绝热炭层的快速形成;FTIR分析结果表明LOI燃烧残余物中有较高含量的交联芳香酯化合物。
Huang Xiaobo等[8]人对PPFBS阻燃PC体系进行了研究,将PC/PPFBS体系460.8℃及515.8℃下的FTIR谱图并与纯PC的FTIR对比得出:PPFBS阻燃PC的作用为:(1)促进CO2的释放;(2)促进酚类物质的生成;(3)促进芳香族与脂肪族化合物的产生。
James Innes等[4]从PC的结构出发探讨了在磺酸盐存在下PC的交联过程,加速PC成炭速率而对最终的残炭量影响不大。王玉忠等[9]公开了一种高效无卤阻燃聚碳酸酯,通过其方法可以解决磺酸盐已达到饱和添加量的问题。
2.2 膨胀型阻燃剂
膨胀型阻燃剂成为近几年阻燃领域最为活跃的研究热点之一。这类阻燃剂有良好的阻燃性能,且低烟、低毒,被视为替代传统阻燃剂(特别是卤-锑体系)、实现阻燃剂无卤化的一个有效途径,符合环保的需要。
P-N型膨胀阻燃体系研究地较早,通常又分为混合型和自膨胀型两种。混合型膨胀型阻燃剂即酸源、碳源、气源三组分分别由三种物质承担。自膨胀型膨胀阻燃剂,集酸源、气源、碳源多种功能于一体,是膨胀型阻燃剂中唯一防火成分,热稳定性更好、水溶性更低,是人们研究的重点。无论是混合型还是自膨胀型,其主要通过形成多孔泡沫炭层而在凝聚相起阻燃作用[1,10]。
Nguyen,Congtranh等[11]合成一类P-N型膨胀阻燃剂,并将其用于PC中,结果发现只需添加3%~5%的阻燃剂即可使PC达到UL-94的V-0级,而且TGA曲线表明残炭量大幅提升。
张晴等[12]人将聚磷酸铵(A P P)与三聚氰胺(MA)膨胀阻燃体系应用到PC-ABS合金材料中,结果表明该膨胀体系阻燃PC-ABS合金材料的效果与体系的磷氮比有关:随着磷氮比的下降,总释热量、平均热释放速率均呈现增大的趋势,火灾危险性指数也逐渐增大。体系的磷氮比对燃烧炭层的致密度以及坚硬程度有一定的影响,磷氮比越高,炭层的致密度下降,导致阻燃效果下降。
2.3 有机磷酸酯阻燃剂
磷系阻燃剂可分为无机磷系阻燃剂和有机磷系阻燃剂,前者主要包括红磷和多种磷酸盐,后者主要有磷酸三甲酚酯(TCP)、磷酸间苯二酚酯(RDP)、亚磷酸酯、膦酸酯等。
磷系阻燃剂的阻燃机理[]:
无机磷系阻燃剂在燃烧时生成磷酸、偏磷酸、聚偏磷酸等。它们使聚合物炭化形成炭膜,聚偏磷酸则呈黏稠状液态覆盖于未燃材料的表面。这种固态或液态膜既能有效阻止自由基逸出,又可隔绝氧气,起到阻燃作用。有机磷系阻燃剂在燃烧时与聚合物基体或其分解产物反应生成P-O-C键,形成含磷的炭化保护层,或发生交联反应生成热稳定性好的多芳结构的网状化合物,从而起到阻燃作用。另一方面阻燃剂受热产生PO·自由基,可大量吸收H·、HO·自由基,从而中断燃烧反应。
(1)氯化螺环类有机磷酸酯
氯化螺环有机磷酸酯本身既是一种阻燃剂,同时也是一种阻燃剂中间体,国内外很多学者以此为基础合成了多种有机磷酸酯类阻燃剂。张转芳[17]以氯化螺环磷酸酯为基础合成了一系列的有机磷酸酯阻燃剂,该系列阻燃剂的热稳定性高、含磷量高。王新龙[18]合成了一系列氯化螺环有机磷酸酯并将其与无机阻燃剂复配使用,结果表明无机阻燃剂的加入提高了有机磷酸酯的阻燃效率,二者具有协同阻燃效应。
(2)DOPO类
10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)是一种新型阻燃剂中间体,合成的阻燃剂具有热稳定性高、较好的水解稳定性、不迁移、阻燃性能持久等优点。巯引,吴丹等[19,20,21]以DOPO为基体合成了一系列不同的含硅-DOPO阻燃剂并将其用于PC/ABS中,结果表明:添加有DOPO类阻燃剂的PC/ABS体系的初始分解温度略有提前,最终成炭率却显著提高。Wenchao Zhang等人合成了一种含笼型聚硅氧烷POSS-DOPO型阻燃剂,用其阻燃PC/ABS体系,结果表明:只需添加4%的POSS-DOPO就可使体系的LOI提高到30.5%,UL-94试验达到V-0级。
2.4 有机硅阻燃剂
有机硅阻燃剂以其优异的阻燃性(低燃速、低释热、防滴落)、良好的加工性(高流动性)及满意的力学性能(尤其是低温冲击强度),特别是对环境友好(低烟、低CO生成量)而备受人们青睐,具有广阔的发展前景。
一般认为,硅氧基阻燃PC的作用是按凝聚相阻燃机理,即通过生成裂解炭层和提高炭层的抗氧化性实现其阻燃功效的。Sergei等[22]用红外光谱对聚硅氧烷阻燃PC的燃烧残渣进行分析,可推断以支链型甲基苯基聚硅氧烷阻燃的PC,燃烧时生成交联结构,利于体系成炭。X射线光电子显微镜图片指出,含硅氧烷PC燃烧时,其中的硅氧烷能从PC内部迁移至表面,且很快于表面聚集,形成表面为聚硅氧烷富集层的高分子梯度材料。含硅PC一旦燃烧时,就会生成聚硅氧烷特有的、含-Si-O-键和(或)-Si-C-键的无机隔氧绝热保护层。这既阻止了燃烧分解产物外逸,又抑制了高分子材料的热分解,达到阻燃、低烟、低毒的目的。
Shin[23]研究发现,在硅氧烷分子链中端基含有甲基、苯基、羟基、乙烯基时,其中端基为甲基、苯基的支化的硅氧烷对聚碳酸酯(PC)的阻燃效果最好。阻燃级别达到UL94V-0级。
Masatoshi[24]通过研究发现:分子链中含有芳香族基团的聚硅氧烷比脂肪基聚硅氧烷不仅对聚碳酸酯(PC)的阻燃效果好,而且具有更高的热稳定性和成炭性。
浙江大学的周文君、杨辉[25]用水解缩合法制备的有机硅树脂阻燃剂,在800℃、N2气氛下,热失重低于39%,热稳定性良好,在聚碳酸酯(PC)中添加5%(质量分数)时,氧指数从26.0%提高到34.0%。
Shumei Liu等[7]研究有机硅与磺酸盐型阻燃剂复配阻燃聚碳酸酯时得出:0.05%~0.2%的KSS可使3.2mm厚样条达UL-94 V-0级,但无论多大的添加量都无法使1.6 mm厚样条达UL-94 V-0级,而KSS与聚氨丙基/苯基倍半硅氧烷复配阻燃PC的1.6mm厚样条可达UL-94 V-0级。二者具有明显的协效阻燃效果。
3. 结语