微量元素在膨胀型阻燃聚丙烯中的协同作用

微量元素在膨胀型阻燃聚丙烯中的协同作用

论文摘要

随着对环境和人类生命的极度关注,一些产生二次污染的阻燃剂已经不符合环境发展的要求。而膨胀型阻燃剂作为上世纪70年代发展起来新型阻燃剂具有抑烟,低毒,防滴落等优良特性,这使它广泛应用于聚丙烯(PP)的阻燃。含有这类阻燃剂的高聚物受强热或燃烧时,表面能生成一层均匀的多孔炭质泡沫层。该泡沫层隔热,隔氧,抑烟,并防止产生熔滴,因而具有良好的阻燃功能。但膨胀型阻燃剂应用于聚丙烯也有它的缺点,如添加量增大会导致材料力学性能的恶化,因此减小阻燃剂的用量保持基材的拉伸强度,流动性,弹性等物理性能是现在阻燃剂应用领域急需解决的一个问题。KDIFR是本实验室多年研究出的一种性能良好的膨胀型阻燃剂,本文研究了不同微量元素之间的协同作用,用以提高KDIFR的阻燃效果用于聚丙烯的阻燃。研究结果如下:1. KDIFR用于聚丙烯的阻燃提高了剩碳率,降低了热释放量,对聚丙烯阻燃效果明显,有明显的抑烟作用,将PP的聚烯烃类燃烧转化成纤维类燃烧。硼元素的引入虽然促进整个阻燃体系的降解,降低了剩碳率,但促进了聚烯烃类燃烧向纤维类燃烧的转变。2.硼元素和铝元素由于不同的阻燃机理,两者之间在阻燃体系中发挥协同作用降低了KDIFR在高温区的降解速率,提高了剩碳率;而且显著降低了PP/KDIFR在燃烧过程中的热释放速率,释热总量,CO、C02和烟释放量等;阻燃效果显著增强。3.硼-铜之间的协同作用在燃烧前期的阻燃作用效果明显,能够降低前期的热释放速率,释热总量等,而且在整个燃烧过程中有明显的抑烟作用。虽然两者之间的协同作用所产生的阻燃效果低于硼-铝之间的协同作用所产生的阻燃效果,但对聚丙烯的阻燃仍然具有指导意义。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 序言
  • 1.1 聚丙烯阻燃的必要性
  • 1.2 聚丙烯的燃烧机理及阻燃剂种类
  • 1.2.1 燃烧机理
  • 1.2.2 阻燃剂种类
  • 1.3 阻燃协同作用的研究
  • 1.3.1 协同作用的定义及特点
  • 1.3.2 协同作用的种类
  • 1.4 研究内容
  • 第2章 硼元素在膨胀型阻燃聚丙烯中的协同作用
  • 2.1 实验部分
  • 2.1.1 主要原料与仪器设备
  • 2.1.2 共混物的制备
  • 2.1.3 燃烧性能测试
  • 2.1.4 热分析测试样品
  • 2.1.5 锥形量热仪测试样品
  • 2.2 结果和讨论
  • 2.2.1 阻燃聚丙烯的燃烧性能
  • 2.2.2 热分析
  • 2.2.3 锥形量热分析
  • 2.3 本章小结
  • 第3章 硼-铝在膨胀型阻燃聚丙烯中的协同作用
  • 3.1 实验部分
  • 3.1.1 主要原料与仪器设备
  • 3.1.2 共混物的制备
  • 3.1.3 热分析实验样品
  • 3.1.4 锥形量热实验样品
  • 3.2 结果与讨论
  • 3.2.1 热分析
  • 3.2.2 锥形量热分析
  • 3.3 本章小结
  • 第4章 硼-铜在膨胀型阻燃聚丙烯中的协同作用
  • 4.1 实验部分
  • 4.1.1 主要原料与仪器设备
  • 4.1.2 共混物的制备
  • 4.1.3 燃烧性能测试
  • 4.1.4 热分析测试样品
  • 4.1.5 锥形量热仪测试样品
  • 4.2 结果和讨论
  • 4.2.1 阻燃聚丙烯的燃烧性能
  • 4.2.2 热分析
  • 4.2.3 锥形量热分析
  • 4.3 本章小结
  • 第5章 结论与展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 攻读硕士学位期间取得的科研成果
  • 相关论文文献

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