阻燃材料實驗

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1、阻燃材料實驗一、實驗?zāi)康暮鸵?.了解PP的性能特點、應(yīng)用及阻燃改性方法和原理；2.掌握擠出機、注塑機等常用高分子材料成型設(shè)備的操作方法和使用；掌握阻燃PP復(fù)合材料的制備工藝；3.掌握運用YZS-100型氧指數(shù)測定儀測定PP復(fù)合材料氧指數(shù)的基木方法，并運用氧指數(shù)評價常見材料的燃燒性能。二、實驗原理、方法聚丙烯(Polypropylene,PP)具有原料來源豐富、合成工藝簡單及產(chǎn)品綜合性能優(yōu)異等特點。與其它通用熱塑性塑料相比，聚丙烯具有密度小、價格低、屈服強度、拉伸強度、表而硬度等機械性能優(yōu)異等特點，并有突岀的耐應(yīng)力開裂性、耐腐性和良好的化學(xué)穩(wěn)定性好。是最

2、常用的通用塑料么一，廣泛應(yīng)用于電了、電器等領(lǐng)域；己成為冃前塑料加工業(yè)的主要原料Z-o曲于聚丙烯的極限氧指數(shù)(L0I)為18左右，屬于易燃材料，使其在電子、電器、交通等諸多領(lǐng)域中的應(yīng)用于受到局限，因此，研制開發(fā)具有阻燃能力的聚內(nèi)烯材料一直是聚內(nèi)烯該性的研究熱點之一。2.1聚內(nèi)烯的阻燃機理聚內(nèi)烯所用阻燃劑主要分為無機化合物、有機化合物兩大類。無機化合物主要包括有：氧化銖、水合氧化鋁，氫氧化鎂，硼化合物；有機化合物主要包括有機鹵化物(約占31%),有機磷化物(約22%)。按使用方法可分為添加型阻燃劑和反應(yīng)型阻燃劑。添加型阻燃劑主要有：有機鹵化物，磷化物，無機化

3、合物。不同的阻燃劑可起到不同的阻燃作用，它們能使燃燒的五個階段中某一個或某幾個階段的速度加以抑制，最好能讓燃燒在萌芽狀態(tài)就被制止，即截斷某一階段來源或中斷鏈鎖反應(yīng)，停止游離基的產(chǎn)生。阻燃機理有多種：保護膜機理、不燃性氣體機理、冷卻機理、終止鏈鎖反應(yīng)機理、協(xié)同作用體系。阻燃劑的復(fù)配是利用阻燃劑之間的相互作用，從而提高阻燃效能，稱為I辦同作用體系。2.2聚丙烯阻燃協(xié)效體系常用的協(xié)同作用體系有銳一鹵體系，磷鹵體系，磷一氮體系。(1)銖一鹵體系銖常用的是SB2O3,鹵化物常用的是有機鹵化物。Sb2O3—有機鹵化物-?起使用，能發(fā)揮阻燃作用，具機理認為：它與鹵化物

4、放出的鹵化氫作用，生成SbOCl,然后SbOCl熱分解產(chǎn)生SbC13o(1)磷鹵體系磷與鹵素共存于阻燃體系中并存在著相互作用。例如，將磷化物和浪代多元醇用作聚氨酯泡沫的阻燃劑，研究其阻燃效能(01值)及焦炭生成量與磷、浪含量Z間的關(guān)系發(fā)現(xiàn)，阻燃劑中磷兒乎全部轉(zhuǎn)入到焦炭中，而且澳也轉(zhuǎn)入到焦炭中，兩者都促使焦炭生成屋的提高；還發(fā)現(xiàn)300°C以下生成的焦炭中，磷原子和澳原子比例為1:1,在500°C下生成焦炭中，它們的比例為1:2.5-3.0。這表明磷和鹵素間有著特殊的和互作用。當采用芳香族溟化物時，這種作用消失。(2)磷一氮體系磷阻燃劑屮加入含氮化合物后，常

5、可減少磷阻燃劑用量，說明二者結(jié)合使用效果更好。例如，用磷酸和尿素將棉織物進行磷酸化，這是一種較早的棉織物阻燃處理方法，它們的結(jié)合降低了磷酸用量。用N—輕甲基二烷基麟丙酰胺處理兒童睡衣，用磷酸錢處理木材、紙、棉纖維，都可以起到阻燃作用。(3)膨脹型阻燃劑出磷系、氮系及無機物組成的復(fù)合阻燃體系。具有阻燃效果好、燃燒時無滴落物、發(fā)煙少、無有毒氣體、抑煙、不影響塑料原有性能。在受熱時，在塑料表面可形成均勻的炭質(zhì)泡沫層，起到隔絕熱量及氧氣的作用。一般由炭源、酸源、氣源三部分紐.成。炭源：指含碳量比較高的多魁基化合物及潭水化合物，如淀粉、季戊四醇、多輕基樹脂等酸源：

6、一般為無機酸或加熱時生成無機酸的一些化合物,如無機酸、磷酸錢鹽APP,磷酸酯等氣源：即發(fā)泡劑。2.3聚丙烯阻燃劑體系分類對聚丙烯進行阻燃研究，必須首先考慮以下的四個基本因素：(1)阻燃劑在經(jīng)久不息的加工溫度下必須是熱穩(wěn)定的；(2)阻燃劑不能與聚丙烯發(fā)生反應(yīng)，但又必須與聚內(nèi)烯很好地相容，不能有析出和遷移效應(yīng)；(3)阻燃劑必須能夠長久的保持其阻燃作用；(4)阻燃劑不應(yīng)有毒，燃燒時不產(chǎn)生毒性和腐蝕性氣體。為此，對聚丙烯的阻燃研究，前人進行了大量的工作，并逐漸形成以下兒種體系。2.31含鹵阻燃劑聚丙烯阻燃體系含鹵阻燃劑是冃前世界上產(chǎn)量最大的有機阻燃劑2—，含鹵阻

7、燃劑以其添加量低，阻燃效果明顯，且價格適中而受到重視含鹵體系對聚丙烯有較好的阻燃效果。但是，含鹵阻燃體系燃燒時發(fā)煙量大，易產(chǎn)生腐蝕性氣體及大量的煙霧，在火災(zāi)屮會妨礙人員疏散和滅火工作，腐蝕性氣體引起的金屬腐蝕，給火災(zāi)后的恢復(fù)工作帶來困難；其次是含鹵阻燃劑會降低聚合物對紫外光的穩(wěn)定性。近兒年，減少阻燃材料燃燒時生成的煙量及有毒氣體量，已成為當代阻燃劑研究開發(fā)最為活躍的領(lǐng)域Z-O北美、西歐的一些國家，已經(jīng)制定了有關(guān)這方面的法規(guī)。2.32無機填料型阻燃劑聚丙烯阻燃體系是一類無鹵阻劑，具有安全性高、抑煙、無毒、價廉等優(yōu)點，在聚丙烯的阻燃中具有重要地位。主要是氫氧

8、化鋁、氫氧化鎂、硼酸鋅和紅磷等。氫氧化鋁、氫氧化鎂在受熱時發(fā)生吸熱的脫水反應(yīng)，產(chǎn)