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1、第20卷第1期高分子材料科學(xué)與工程VOl.209NO.12004年1月P0LYMERMATERIALSSCIENCEANDENINEERINJan.20049及其阻燃體系I值隨溫度變化的規(guī)律韓頌青9錢(qián)立軍9杜建新9李斌9王建祺(北京理工大學(xué)化工與材料學(xué)院國(guó)家阻燃材料研究實(shí)驗(yàn)室9北京100081D摘要;研究了PVC及其阻燃體系的LO1值隨溫度變化的規(guī)律9并從熱分解動(dòng)力學(xué)及熱釋放角度分析了影響這種規(guī)律的原因,實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)雖然PVC+Cu體系的常溫氧指數(shù)明顯高于PVC+MO0體系9203但在高溫下后者的LO1值反而超出前者,
2、這表明在實(shí)際火災(zāi)發(fā)生時(shí)9MO0的阻燃作用可能要優(yōu)于3Cu20,關(guān)鍵詞;聚氯乙烯;氧指數(shù);溫度指數(shù);動(dòng)力學(xué)中圖分類(lèi)號(hào);TO325.3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼;A文章編號(hào);1000-7555(2004D01-0168-03常溫極限氧指數(shù)(LO1D試驗(yàn)方法[1]是迄今Tab.1Formulationoftestspecimen在阻燃界研究和開(kāi)發(fā)當(dāng)中使用得最為廣泛的手SampleFOrmulatiOnPVCPristine段,隨著研究的深入9人們逐漸發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)有PVC+Cu20PVC+Cu20(5phrD機(jī)聚合物材料的LO1值隨溫度升高表
3、現(xiàn)出不PVC+MO03PVC+MO03(5phrD同程度的下降趨勢(shì)9由此產(chǎn)生的影晌不容忽1.3試樣加工視[1~7],20世紀(jì)70年代中期ROutley提出了高按配方稱(chēng)量后加2phr的熱穩(wěn)定劑(Ther-溫氧指數(shù)的試驗(yàn)方法9并首次定義了溫度指數(shù)mOlite108D和1.5phr的丙烯酸類(lèi)加工助劑9在[5]T1的概念9T1系指當(dāng)被測(cè)試材料的LO1下雙輥混煉機(jī)上于160混煉10min9然后在平降到21%或20.8%(即正常大氣中的氧濃度D板硫化機(jī)上于10MPa~170壓制5min制成時(shí)的環(huán)境溫度9即在LO1~溫度曲線上9LO
4、13mm厚樣片9備用,為21%或20.8%時(shí)相對(duì)應(yīng)的溫度,迄今國(guó)內(nèi)外1.4氧指數(shù)測(cè)試文獻(xiàn)尚未見(jiàn)到這方面的系統(tǒng)研究,本室近年來(lái)按IS04589標(biāo)準(zhǔn)在升溫氧指數(shù)測(cè)試儀(英應(yīng)用高溫氧指數(shù)實(shí)驗(yàn)方法對(duì)不同聚合物體系的國(guó)PL公司的FTAII和HFTAIID上進(jìn)行測(cè)試,LO1隨溫度變化規(guī)律進(jìn)行了系統(tǒng)的研究,本文對(duì)PVC及其含有過(guò)渡金屬氧化物的阻燃抑煙2結(jié)果與討論體系進(jìn)行了研究,2.1高溫氧指數(shù)測(cè)試結(jié)果與討論將各體系在不同溫度所測(cè)的LO1對(duì)溫度T1實(shí)驗(yàn)部分T作圖9得到Fig.1,1.1主要原材料為了便于平行比較9本文采用了參數(shù)o9TP
5、VC;粉料9工業(yè)級(jí)9遼寧錦西化工廠出品;它表示物質(zhì)在溫度T的LO1值占常溫氧指數(shù)TCu20;分析純9北京中聯(lián)化學(xué)試劑廠制備;的百分?jǐn)?shù)[8]對(duì)T作圖得到Fig.2,由,以!TMO03;分析純9天津化工試劑四廠制備,Fig.2可見(jiàn)9100以前PVC"過(guò)渡金屬氧化物1.2樣品配方的阻燃抑煙體系的LO1值下降趨勢(shì)比純PVC快,這表明整個(gè)聚合物體系的熱穩(wěn)定性下降9從9收稿日期;2002-01-10;修訂日期;2002-05-28作者簡(jiǎn)介;韓頌青(1968#D9女9博士.聯(lián)系人;王建祺.第l期韓頌青等,PVC及其阻燃體系LOI值隨
6、溫度變化的規(guī)律l69而使得其阻燃性能受溫度的影響程度也略大于升,聚合物體系保持阻燃性能的能力O它們也可純PVC,與熱量分析結(jié)果致9以視為(氧指數(shù)的)溫度指數(shù)OPVC體系的OO值得注意的T是PVC+MOO3體系LOI值的下降趨勢(shì)慢于及TlO%數(shù)值見(jiàn)Tab.2OPVC+Cu2O體系,lOOC以后這種趨勢(shì)更加明Tab.2aTandT10%ofPVcsystems顯O常溫下PVC+Cu2O體系的氧指數(shù)明顯高SamplePVCPVC+MOO3PVC+Cu2O于PVC+MOO體系,但在高溫下(T>l5OTlO%(C)l282OOl
7、243OlOO(%)94.895.394.3C),后者的LOI值反而超過(guò)前者O這是一個(gè)很Ol5O(%)86.89O.885.2有意義的結(jié)果,表明在較高溫度下MOO3的實(shí)Ol8O(%)8l.69O.O82.5際阻燃作用有可能優(yōu)于Cu這點(diǎn)在實(shí)際應(yīng)2OO由上述體系的O及T數(shù)值不難看出TlO%用中值得引起注意OPVC+MOO3體系阻燃性能~抵抗高溫的能力均優(yōu)于PVC+Cu體系O2O2.2TG動(dòng)力學(xué)測(cè)試結(jié)果與討論P(yáng)VC由于含有強(qiáng)度較差的C-Cl鍵(鍵能為338k]/mOl),因而其熱穩(wěn)定性較低O且熱分解溫度大大低于PE等常用聚合
8、物O熱重分析(TG)結(jié)果表明,PVC在2OOC右右開(kāi)始熱分解脫HCl,靈敏度更高的X射線光電子能譜(XPS)結(jié)果表明,PVC脫HCl的過(guò)程在低于lO,lllOOC時(shí)就已經(jīng)開(kāi)始O因而在我們測(cè)量范圍內(nèi),環(huán)境溫度對(duì)PVC及其阻燃體系熱分解有i.1LOI~TcurveofPVcsystem>,PVC;A,PVC+MOO3;D,PVC+Cu
