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输送带用氯丁橡胶阻燃性能及其机理的研究

2020-12-14阅读(385)

输送带用氯丁橡胶阻燃性能及其机理的研究

论文摘要

目前,在阻燃输送带行业的实际生产中,阻燃以卤素阻燃剂为主,但其发烟量大,并且燃烧中生成有毒气体容易形成二次污染。而且输送带覆盖胶的阴燃现象也是亟待解决的问题。但是除卤素阻燃剂外,很难达到相关标准的要求。本文研究了氯丁橡胶的阻燃性能,基本上实现低烟、低卤阻燃,达到了相关行业标准的要求。研究过程中主要采用酒精喷灯燃烧试验、氧指数、锥形量热仪表征阻燃效果,采用热失重、热失重-差示扫描量热仪联用等方法表征反应机理,采用扫描电镜观察样品燃烧后的表面和断面相貌。一、研究了膨胀体系的阻燃效果。分别将高效成炭剂、化学膨胀剂、高效成炭剂/化学膨胀剂作为研究对象。通过测试发现,高效成炭剂和化学膨胀剂之间存在竞争关系,当二者比例为1:3时,协同效果较好。二、研究了含卤体系的阻燃效果。采用十溴二苯乙烷和新型络合锑、高效成炭剂、化学膨胀剂组成复配体系,考察了含卤体系中阻燃剂之间的协同作用。研究发现,复配体系的阻燃效果可以满足行业标准的要求,并且降低了阻燃剂中卤素的含量。三、研究了微胶囊化成炭促进剂体系的阻燃效果。基于橡胶配方优化设计系统,采用均匀设计,将微胶囊化成炭促进剂和氢氧化铝、高效成炭剂、化学膨胀剂组成复配体系。研究发现,该体系作用温度跨度大,实现了温度梯度上的阻燃,能将阴燃时间有效的控制在行业标准要求以内,可以代替含卤体系。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 文献综述
  • 1.1 引言
  • 1.2 阻燃剂的分类及相关研究
  • 1.2.1 卤素阻燃剂
  • 1.2.2 填料型阻燃剂
  • 1.2.3 膨胀型阻燃剂
  • 1.2.4 新技术阻燃剂
  • 1.3 阻燃机理简介
  • 1.4 本课题的目的、创新点和研究内容
  • 1.4.1 本课题目的
  • 1.4.2 本课题创新点
  • 1.4.3 主要研究内容
  • 第二章 试验方法
  • 2.1 主要原料及试剂
  • 2.2 试验仪器及设备
  • 2.3 制样方法
  • 2.3.1 工艺路线
  • 2.3.2 工艺参数
  • 2.4 基本配方
  • 2.5 测试方法
  • 2.5.1 阻燃性能测试
  • 2.5.2 力学性能测试
  • 2.5.3 电学性能测试
  • 2.5.4 形貌表征
  • 2.5.5 热失重实验测试方法
  • 2.5.6 TG-DSC 联用
  • 2.5.7 橡胶配方优化设计系统（Rubber-CAD）
  • 第三章 膨胀体系阻燃 CR 性能及机理研究
  • 3.1 引言
  • 3.2 阻燃剂种类和用量的确定
  • 3.2.1 高效成炭剂用量的确定
  • 3.2.2 化学膨胀剂的比例确定
  • 3.2.3 物理膨胀剂和化学膨胀剂的比例确定
  • 3.3 使用锥形量热仪（CONE）评价膨胀体系的阻燃效果
  • 3.3.1 热释放速率（HRR）
  • 3.3.2 质量损失（Mass）和质量损失速率（MLR）
  • 3.3.3 有效燃烧热（EHC）
  • 3.3.4 生烟速率（SPR）
  • 3.3.5 生烟总量（TSP）
  • 3.3.6 通过SEM 表征燃烧后的膨胀体系样品
  • 3.4 对膨胀体系TG-DSC 的联用分析
  • 3.5 膨胀体系样品的其他性能测试
  • 3.6 本章结论
  • 第四章 含卤体系阻燃 CR 性能及机理的研究
  • 4.1 引言
  • 4.2 阻燃性能测试
  • 4.3 使用锥形量热仪（CONE）评价含卤体系的阻燃性能
  • 4.3.1 热释放速率（HRR）
  • 4.3.2 质量损失速率（MLR）
  • 4.3.3 有效燃烧热（EHC）
  • 4.3.4 生烟速率（SPR）
  • 4.3.5 通过SEM 表征样品燃烧后的形貌
  • 4.4 通过TG-DSC 联用评价含卤体系的阻燃效果
  • 4.5 TGA 分析含卤体系样品的热失重行为
  • 4.5.1 氮气气氛下的热失重行为
  • 4.5.2 空气气氛下的热失重行为
  • 4.6 含卤体系样品的其他性能
  • 4.7 本章总结
  • 第五章 微胶囊化成炭促进剂体系阻燃 CR 性能及机理的研究
  • 5.1 引言
  • 5.2 阻燃性能
  • 5.2.1 酒精喷灯燃烧测试
  • 5.2.2 极限氧指数
  • 5.3 使用锥形量热仪（CONE）评价微胶囊化成炭促进剂体系的阻燃效果
  • 5.3.1 热释放速率（HRR）
  • 5.3.2 质量损失（MASS）和质量损失速率（MLR）
  • 5.3.3 有效释放热（EHC）
  • 5.3.4 生烟速率（SPR）
  • 5.3.5 总发烟量（TSP）
  • 5.3.6 通过SEM 观察炭层的微观结构
  • 5.4 热失重-差示扫描量热仪（TG-DSC）联用评价阻燃效果
  • 5.5 TGA 分析阻燃CR 的热失重行为
  • 5.5.1 氮气气氛下阻燃CR 的热降解行为的研究
  • 5.5.2 空气气氛下阻燃CR 的热降解行为的研究
  • 5.6 其他性能测试
  • 5.7 本章结论
  • 结论
  • 参考文献
  • 致谢
  • 攻读学位期间发表的学术论文目录

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