硅橡胶的特性 硅橡胶 硅橡胶的性能主要源于线型聚硅氧烷的化学结构，即由于主链由Si-O-Si键组成，具有优异的热氧化稳定性，耐候性以及良好的电性能。当生胶侧链中引入少量苯基，可改善橡胶的耐低温性能；引入γ-三氟丙基，可提高耐油、耐溶剂性能。主链中引入亚芳基可提高耐用辐照及机械性能等。此外硅橡胶以白炭黑及金属氧化物等作填料，以有机硅化合物（硅氧烷或硅烷）作结构控制剂，并使用特定的改性添加剂，过氧化物硫化剂以及配合成型工艺等。因而，硅橡胶不仅具有一系列不同于有机橡胶的特性，而且硅橡胶之间的性能也可有相当差异。 1、耐热性 硅橡胶在空气中的耐热性比有机橡胶好得多,在150℃下其物理机械性能基本不变,可半永久性使用,在200℃下可使用1000h以上;380℃下可短时间使用.因而硅橡胶广泛用作高温场合中使用的橡胶部件。 2、耐候性 硅橡胶主链中无不饱和键,加之Si-O-Si键对氧、臭氧及紫外线等十分稳定，因而无需任何添加剂，即具有优良的耐候性.在臭氧中发生电晕放电时，有机橡胶很快老化，而对硅橡胶则影响不严重.长时间暴露在紫外线及风雨中，其物理机械性能变化不大，经户外曝晒试验数十年，未发现裂纹或降解发黏等老化现象。 3、电气特性 硅橡胶具有优良的电绝缘性能，其体积电阻高达1×（1014～1016）?.cm,抗爬电性10～30min(特殊品级可达3.5kv/6h),抗电弧性80～100s(特殊品级可达到420s);表面电阻为(1～10) ×1012?.cm;导电品级可达1×（10-3～107）?.cm;介电损耗角正切(tgδ)小于10-3,介电常数2.7～3.3(50Hz/25℃),介电强度18～36KV/mm,而且在很宽的温度及频率范围内变化不大.甚至浸入水中后,电性能也很少降低,十分适合用作电绝缘材料.硅橡胶对高压下的电晕放电及电弧具有优良的阻尼作用。 4、压缩永久变形 压缩永久变形性是硅橡胶在高、低温条件下作垫圈使用时的重要性能.二甲基硅橡胶的压缩永久变形性较差，在150℃下压缩22h 后形变值高达60%左右.但是甲基乙烯基硅橡胶,特别是使用烷基系列过氧化物硫化的制品,具有优良的压缩永久变形性,其形变值可在20%以下.二段硫化条件对压缩永久变形值也有很大的影响,亦即二段硫化温度愈高,压缩永久变形值愈低.为了改进硫化胶制品的压缩永久变形性,还可在胶料中添加氧化汞、氧化镉、氧化锌及醌类化合物等。 由于硅橡胶的压缩永久变形性能优异，因而适宜制作O形圈、密封垫片及胶辊等之用. 5、耐油、耐化学试剂性
硅橡胶(SiliconeRubber)是一种兼具无机和有机性质的高分子弹性 材料,其分子主链由硅原子和氧原子交替组成(—Si—O—Si—),侧链是与硅原子相连接的碳氢或取代碳氢有机基团,这种基团可以是甲基、不饱和乙烯基(摩尔分数一般不超过01005)或其它有机基团,这种低不饱和度的分子结构使硅橡胶具有优良的耐热老化性和耐候老化性,耐紫外线和臭氧侵蚀。分子链的柔韧性大,分子链之间的相互作用力弱,这些结构特征使硫化胶柔软而富有弹性,但物理性能较差。 硅橡胶发展于20世纪40年代,国外最早研究的品种是二甲基硅橡胶。1944年前后由美国DowCorning公司和GeneralElectric公司各自投入生产。我国在60年代初期研究成功并投入工业化生产。现在生产硅橡胶的国家除我国外,还有美国、英国、日本、前苏联和德国等,品种牌号有1000多种。 1 硅橡胶的分类和特性 1.1 分类 硅橡胶按其硫化机理不同可分为热硫化型、室温硫化型和加成反应型三大类。 1.2 特性 (1)耐高、低温性 在所有橡胶中,硅橡胶的工作温度范围最广阔(-100～350℃)。例如,经过适当配合的乙烯基硅橡胶或低苯基硅橡胶,经250℃数千小时或
300℃数百小时热空气老化后仍能保持弹性;低苯基硅橡胶硫化胶经350℃数十小时热空气老化后仍能保持弹性,它的玻璃化温度为-140℃,其硫化胶在-70～100℃的温度下仍具有弹性。硅橡胶用于火箭喷管内壁防热涂层时,能耐瞬时数千度的高温。硅橡胶在高温下连续使用寿命见表1。 (2)耐臭氧老化、耐氧老化、耐光老化和耐候老化性能 硅橡胶硫化胶在自由状态下置于室外曝晒数年后,性能无显著变化。硅橡胶与其它橡胶的耐臭氧老化性能比较见表2。 (3)电绝缘性能 硅橡胶硫化胶的电绝缘性能在受潮、频率变化或温度升高时变化较
阻燃尼龙制造过程中，应考虑几个方面的问题，这就是制品对阻燃等级的要求；对材料力学性能的要求；对表面性质、加工性能及着色性能的要求等。根据使用要求，确定阻燃种类与用量，助剂的选择与工艺条件是十分重要的。 一、助燃剂的选择原则，助燃剂的选择主要从阻燃效率、产品性能、毒性等方面考虑。 ①．阻燃效果好、用量少； ②．与尼龙的相容性较好； ③．分解温度高，在PA加工温度下不分解； ④．耐久性优良，无明显的表面迁移； ⑤．对材料的力学性能的影响较小，大多数阻燃剂均会降低材料的性能； ⑥．产品电性能影响小，有些阻燃剂对产品电性能有很大影响，从而限制了在电子电器领域应用； ⑦．对设备的腐蚀尽可能小，一般来讲卤素阻燃剂分解产生HX,对设备有一定的腐蚀； ⑧．无毒、无臭、无污染； ⑨．价格便宜，阻燃剂价格与用量是材料生产成本的主要因素。 二、阻燃剂分为主阻燃剂和辅阻燃剂。主阻燃剂一般是阻燃效果好的，发挥主阻燃作用的阻燃剂，而辅阻燃剂则是效果不十分理想的，不能单独使用的，配合使用时效果明显的阻燃剂，辅阻燃剂起到消烟，防滴落等作用。 1、主阻燃剂有卤素、磷系、氮系、无机氢氧化物等，一般主阻燃剂加入量较大。 2、辅阻燃剂为效剂如Sb2O 3、硼酸锌等，另一类为消烟剂如ZnO、ZnS、Fe2O3等。在实际应用过程中还应注意两大问题。 ①．阻燃剂协同效应的应用，在一个配方中，有时需要使用几种阻燃剂，在选择阻燃剂搭配组合时，必须了解哪些阻燃剂组合时有相互补充的作用，哪些阻燃剂是相互抵消的。 下面介绍PA常用的几种组合。 a.卤系与锑系，Sb2O3单独使用时并没有阻燃效果，但与卤系阻燃剂配合使用时有明显效果，这是因为在燃烧是分解的卤素与Sb2O3发生了反应，生存了SbX3及SbOX3,而SbX3密度大，具有明显的隔氧效果，且SbX3具有捕捉自由基的作用，增加了卤系气相阻燃效果，卤系与锑系的配比一般为3:1. b.卤系和磷系，在卤磷复合体系中，卤系阻燃剂主要产生气相阻燃效果，磷系阻燃剂在燃烧时会形成偏磷酸盐产生固相阻燃效果，两者形成完整的气-固相阻燃体系。同时，卤、磷之间反应还可生产PX3、PX2气体，这类气体密度较HX大，不易扩散，包围在火焰表面，起到隔氧作用，卤素与磷系的配比一般为3：2。 c.磷系与氮系，氮系阻燃剂可促进磷系化合物的碳化，即成碳作用。碳层覆盖被燃物表面起到隔氧作用，从而提高了阻燃效果。 d.磷系与锑系，其协同机理基本与卤/锑体相似。 e.红磷、金属氧化物，聚磷酸酯酰胺等之间也有协同效应。 f.Sb2O3/硼酸锌配合产生协同作用，硼酸锌起到防滴落作用，硼酸锌的加入，可减少Sb2O3的用量。 g.红磷与炭黑有协同作用，添加炭黑时，红磷的用量可减少。 ②.阻燃剂间的对抗作用，很多阻燃剂组合能产生协同效应，提高其阻燃效果。但有些阻燃剂相互配合时会相互抵消阻燃作用。使用时应特别注意。 a.卤系化合物不宜同有机硅混合使用，两者混合使用，使阻燃体系的氧指数降低； b.溴系阻燃剂不宜与硬脂酸锌配合使用，否则会降低溴系阻燃效果。 c.红磷与有机硅不宜混合使用。 d.溴系阻燃剂体系中，不宜添加CaCO3和MgCO3,否则会降低其阻燃效果。
聚氨酯的燃烧和阻燃 聚氨酯材料是由碳—碳键为基本结构组成的有机高分子聚合物，属于可燃物质。用聚氨酯材料生产的各类产品与制品，在人们的社会活动中随处可见。由于它们处在各种各样的环境之中，引发火灾的几率较高。由各种引火源引发聚氨酯材料的燃烧以及伴随燃烧产生的烟雾毒性，已成为消防安全密切关注的重点之一，对有关聚氨酯产品及生产制定了日益严格的阻燃标准和法规。 同时，聚氨酯产品的生产所使用的大量原料多属于有机化合物和聚合物，也同属于可燃物之列，而在生产中使用的许多原料助剂，如有机溶剂及其配置的涂料、脱模剂等，因闪点、着火点较低，都存在不同程度的燃烧隐患；此外，在大型软质聚氨酯块泡的生产中，由于使用高水量配方生产低密度泡沫体产生的热量多而泡沫体的散热性差，因此在贮存过程中，由泡沫体产生自燃而引发的火灾也曾有发生。 由聚氨酯泡沫体等燃烧产生的火灾危害，不仅来源于燃烧本身产生的大量热辐射而引发的火焰的蔓延和扩大，同时还来源于燃烧时产生的烟雾和分解释放出来的诸多有毒气体。许多火灾报告指出：由燃烧烟雾和有毒气体造成人员伤亡的比例远远高于真正燃烧本身造成的伤亡人数。因此，为保证生产过程和使用过程中的防火安全，必须系统地研究该类产品的燃烧机理、检测方法以及阻燃办法，制定产品的生产、使用安全标准和法规。下面，洛阳天江化工新材料有限公司将就聚氨酯泡沫的燃烧机理以及阻燃方法这两方面为大家进行简单介绍。 一、燃烧机理 在聚氨酯产品中，由于聚氨酯泡沫塑料的质量轻、体积大且传热系数低、最易发生燃烧，因此将它作为燃烧行为的研究对象最具有代表性。 一般物质的燃烧行为基本可分为三个阶段：第一个阶段为物质引燃和火焰蔓延的初期阶段；第二个阶段为物质的完全燃烧的发展阶段；第三个阶段则为火焰衰减、燃烧熄灭的最终阶段。洛阳天江化工新材料有限公司在这里告诉大家，物质引燃的难易程度是物质燃烧行为的第一表征，它与物质本身的化学结构、组成、传导能力、热分解温度以及反应所产生的气体和液滴的助燃程度等因素有关。此外，还有一点需要注意的是，不同的物质有不同的闪点和着火点，闪点和着火点越低的物质越容易燃烧。
高分子阻燃剂溴化聚苯乙烯 关键词：溴系阻燃剂溴化聚苯乙烯十溴联苯醚 摘要：本文主要介绍了阻燃剂的发展历史，溴系阻燃剂阻燃机理。溴化聚苯乙烯的优缺点，氯化溴法制备溴化聚苯乙烯，以及溴化聚苯乙烯发展趋势。 This paper describes the history of the development of flame retardants, brominated flame retardant mechanism.Advantages and disadvantages of brominated polystyrene,brominated polystyrene prepared by bromine chloride and brominated polystyrene trends 溴化聚苯乙烯研究及发展背景 高分子材料通常都是可燃物和易燃物，阻燃剂就是一种用于阻止高分子材料燃烧的化学物质。20世纪50年代起，高分子材料迅猛发展，合成材料越来越多地应用于社会生活的各个方面。但是，由于使用高分子材料而导致的火灾也日益频繁。发达国家从60年代起便开始研究高分子材料的阻燃技术，开发阻燃高分子材料。经过近半个世纪的发展，阻燃剂己经发展成为具有几百个品种的大家族。常用的塑料阻燃剂分为：卤系阻燃剂、磷系阻燃剂、氮系阻燃剂和无机阻燃剂。其中卤系阻燃剂又可以分为氯系阻燃剂和溴系阻燃剂。 溴系阻燃剂是目前世界上产量最大、用量最大的阻燃剂。从上世纪70年代初至80年代初的10年问，溴系阻燃剂经历了一个蓬勃发展的时期，不但产能急剧的扩大，而且阻燃剂的品种也不断的增加。溴系阻燃剂之所以受到人们如此青睐是因为它的阻燃效率高、价格适中，其较高性价比的优势是其他品种阻燃剂难以匹敌的。工业生产的溴系阻燃剂可分为添加型和反应型两大类，因为后者使用简便，所以高分子材料的阻燃处理一般都选用添加型阻燃剂。最为常见的添加型溴系阻燃剂有：十溴联苯醚(DBDp0)、十溴二苯基乙烷(EBPBD)、溴化聚苯乙烯(BPS)、八溴醚(BDDP)、溴化环氧树脂(BEP)、六溴环十二烷(HBCD)、六溴苯等，其中十溴联苯醚(DBDPO)的用量最大。我国既是十溴联苯醚的生产大国，又是十溴联苯醚的消费大国。 溴系阻燃剂的阻燃作用机理主要是溴系阻燃剂受热分解生成HBr，而HBr能捕获传递燃烧链式反应的活性自由基(如OH．、O．、H·)，生成活性较低的溴自由基，致使燃烧减缓或中止。此外，HBr为密度大的气体，并且难燃，它不仅能稀释空气中的氧，同时还能覆盖于材料表面，隔绝空气，致使材料的燃烧速度降低或自熄。 多溴联苯(PBB)和多溴联苯醚(PBDE)类阻燃剂在受热分解时有产生有毒的、致癌的、难降解的多溴代苯并二噁英(PBDD)和多溴代二苯并呋喃(PBDF)的可能，尤其是焚烧含有这类阻燃剂的高分子制品垃圾时，如果焚烧不完全，可能会产生大量的PBDD和PBDF，造成环境污染。 为了更好的保护环境，提高产品竞争力，适应环保法规的要求，大多数阻燃高分子材料生产厂商都面临一个同样紧迫的问题——寻找和开发符合新法规的、环境友好的新型阻燃剂。溴化聚苯乙烯应运而生。 十溴联苯醚 结构式
十溴二苯乙烷TDE 英文名称：2,2',3,3',4,4',5,5',6,6'-Decabromobibenzyl [1] 英文别名：DBDPE;1,2-Bis(2,3,4,5,6-pentabromophenyl)ethane CAS号：84852-53-9 分子式：C14H4Br10 分子量：971.22 熔点:~345℃. 沸点：~676.2℃. 新型溴系添加型阻燃剂（改性塑料行业必须用到的） 密封阴凉干燥保存 十溴二苯乙烷是一种使用范围广泛的广谱添加型阻燃剂，其溴含量高，热稳定性好，抗紫外线性能佳，较其他溴系阻燃剂的渗出性低；特别适用于生产电脑、传真机、电话机、复印机、家电等的高档材料的阻燃。 十溴二苯乙烷热裂解或燃烧时不产生有毒的多溴代二苯并二恶烷 （DBDO ）及多溴代二苯并呋湳（DBDF ），用它阻燃的材料完全符合欧洲关于二恶英条例的要求，对环境不造成危害。二恶英(Dioxin)，又称二氧杂芑(qǐ)，是一种无色无味、毒性严重的脂溶性物质，二恶英实际上是二恶英类（Dioxins）一个简称，它指的并不是一种单一物质，而是结构和性质都很相似的包含众多同类物或异构体的两大类有机化合物。二恶英包括210种化合物，这类物质非常稳定，熔点较高，极难溶于水，可以溶于大部分有机溶剂，是无色无味的脂溶性物质，所以非常容易在生物体内积累，对人体危害严重。 十溴二苯乙烷无任何毒性，也不会对生物产生任何致畸性，对水生物如鱼等无副作用，可以说符合环保的要求。 十溴二苯乙烷在使用的体系中相当稳定，用它阻燃的热塑性塑料可以循环使用。 十溴二苯乙烷对阻燃材料性能的不利影响较传统阻燃剂十溴二苯醚小，且耐光性能好，渗出性低。 项目规格项目规格
环保无卤阻燃剂新选择 -------介绍英国Presafer公司EPFR系列磷氮无卤阻燃剂 付金修普塞呋（英国）磷化学有限公司 温新燕贺同李磊北京星贝达化工材料有限公司 目前磷氮无卤阻燃剂存在的问题： 1．聚烯烃方面。存在如下致命缺点：①热稳定性不够，加工和注塑时容易产生发泡、阻燃剂分解等现象；②耐水性差、耐析出和耐迁移性差，经过长时间烘箱烘烤后，阻燃剂会析出到表面，特别是经过长期热水浸泡（浸泡在70 ℃水并且维持168h）后，阻燃剂析出溶解于水中，失去阻燃效果；③存在腐蚀模具的现象。 2．增强尼龙6,6和PBT方面。红磷只能用于黑色制品；氮磷系的MCA（三聚氰胺氰尿酸盐）用于不加玻纤的尼龙和聚酯有非常好的效果，但是对于加入玻纤后的尼龙和聚酯，失去了阻燃效果；氮磷系的MPP（三聚氰胺聚磷酸盐）存在热稳定不够，加工过程中容易发泡，阻燃剂分解的现象；氮磷系的有机次瞵酸盐性能优异，但是超高的价格限制了其广泛的应用。3．热塑性弹性体方面。氮磷系阻燃剂用于热塑性弹性体方面主要存在几个问题：①与弹性体的相容性差，大大破坏了弹性体的力学性能，同时造成了弹性体表面粗糙；②耐水性差、耐析出和耐迁移性差。 新进展：环保是生命线，无卤阻燃是必然趋势。采用英国Presafer公司新近推出了EPFR 系列氮磷无卤阻燃剂，我们可以得到：阻燃达到UL94-V0（0.75mm）并通过70℃×168小时浸水试验的无卤阻燃PP；阻燃达到UL94-V0无卤阻燃玻纤增强尼龙6,6；阻燃达到UL94-V0（0.75mm）无卤阻燃玻纤增强PBT；阻燃达到UL94-V0（0.75mm）或VW-1等不同阻燃等级、表面光滑、耐水性强、不迁移析出的TPU。
和其他大多数高分子材料一样，聚氨酯不耐热，容易被点燃，产生毒性气体，危害人身财产安全。所以，一般通过各种方法，使聚氨酯制品具有一定的阻燃性。添加阻燃剂是最常用的方法，阻燃剂是聚氨酯材料的重要助剂。 一、卤代磷酸酯 卤代磷酸酯类化合物是聚氨酯泡沫塑料中应用广泛、效果显著的一大类添加型有机阻燃剂。多数卤代磷酸酯常温下有液态，使用方便，与多元醇有良好的相容性，且价格适中。卤代磷酸酯阻燃剂的品种非常多，我们就对常用的几种分别作一下介绍。 1、三(2-氯乙基)磷酸酯 三(2-氯乙基)磷酸酯(TCEP)是一种添加型阻燃剂，在聚氨酯软泡、硬泡生产中都能使用。但以用于硬泡效果更好，这是因为硬泡的闭孔率高，透气性小，阻燃剂挥发较困难，阻燃效果维持的比较长久。它的缺点是用量较大，如果用量超过15%时，泡沫塑料的物性则有下降现象。 TCEP广泛用于阻燃聚氨酯泡沫塑料，在聚氨酯硬泡或半硬泡中添加10%TCEP可获得显著的效果。使用TCEP降低硬泡的脆性，而不削弱泡沫的抗蚀性。当TCEP用于聚氨酯软泡，例如阻燃改性高回弹泡沫，TCEP可与三聚氰胺结合使用。TCEP可作为一个单独组分在发泡过程中直接注入混合头，也可在发泡前与聚醚多元醇混合，同时可降低多元醇组分黏度。 TCEP是应用最早、最广也是最便宜的阻燃剂，它具有较好的抗水解性和较高的阻燃效率，但容易挥发损失，阻燃持久性较差。 生产厂家：美国雅保(Antiblaze 100)，德国科莱恩，美国康普顿集团公司，江都大江，江苏雅克等。 2、三(2-氯丙基)磷酸酯 三(2-氯丙基)磷酸酯(TCPP)是一种添加型阻燃剂，兼具有良好的增塑作用。由于分子内同时含有磷、氯两种元素，阻燃性能显著，同时还有增塑、防潮、抗静电等作用。因为磷氯含量比TCEP低，因此它的阻燃效果也相对减弱。 TCPP主要用于聚氨酯泡沫塑料的阻燃剂。一般较多的用于聚氨酯硬泡及PIR硬泡中，也用于聚氨酯软泡。用于聚氨酯软泡时持久性不好，但不会使泡沫发生焦烧现象。 生产厂家：美国雅保(Antiblaze TMCP及Antiblaze 80)，德国科莱恩，德国拜耳(Levagard PP)，江都大江，江苏雅克，张家港常余等。 二、磷酸酯类阻燃剂 磷酸酯的品种较多，许多磷酸酯可用作聚氨酯的阻燃剂。但磷酸酯同时具有增塑效应，
介绍 1、硬质聚氨酯导热系数低，热工性能好。当硬质聚氨酯密度为35～40kg/m3时，导热系数仅为0.018~0.024w/（m．k），约相当于EPS的一半，是目前所有保温材料中导热系数最低的。 2、硬质聚氨酯具有防潮、防水性能。硬质聚氨酯的闭孔率在90%以上，属于憎水性材料，不会因吸潮增大导热系数，墙面也不会渗水。 3、硬质聚氨酯防火，阻燃，耐高温。聚氨酯在添加阻燃剂后，是一种难燃的自熄性材料，它的软化点可达到250摄氏度以上，仅在较高温度时才会出现分解：另外，聚氨酯在燃烧时会在其泡沫表面形成积碳，这层积碳有助隔离下面的泡沫。能有效地防止火焰蔓延。而且，聚氨酯在高温下也不产生有害气体。 4、由于聚氨酯板材具有优良的隔热性能，在达到同样保温要求下，可使减少建筑物外围护结构厚度，从而增加室内使用面积。 5、抗变形能力强，不易开裂，饰面稳定、安全。 6、聚氨酯材料孔隙率结构稳定，基本上是闭孔结构，不仅保温性能优良，而且抗冻融、吸声性也好。硬泡聚氨酯保温构造的平均寿命，在正常使用与维修的条件下，能达到30年以上。能够做到在结构的寿命期正常使用条件下，在干燥、潮湿或电化腐蚀，以及由于昆虫、真菌或藻类生长或者由于啮齿动物的破坏等外因影响，都不会受到破坏。 7、综合性价比高。虽然硬质聚氨酯泡沫材的单价比其它传统保温材料的单价高，但增加的费用将会由供暖和制冷费用的大幅度减少而抵消。 产品用途 本公司生产的硬质聚氨酯保温大板材可广泛用于彩钢夹芯板、中央空调、建筑墙体材料、冷库、冷藏室、保温箱、化工罐体等领域。 特点 ●规格品种多，容重范围：（40—60kg/m3）；长度范围：（0.5米—4米）；宽度范围：（0.5米—1.2米）；厚度范围：（20毫米—200毫米）。 ●切割精度高，厚度误差±0.5mm，从而保证了制成品表面的平整度。 ●泡沫细密，泡孔均匀。 ●容重轻，可以减少制成品的自重量，比传统的产品低30—60%。 ●抗压强度大，可以承受在制造成品过程中的巨大压力。 ●方便质量的检验，由于在切割过程中去掉了四周的表皮，板材的质量一目了然，保证了制成品的保温效果。厚度可按用户要求生产加工。 规格 硬质聚氨酯泡沫泡块（本公司提供不同密度的泡块，用来加工制作各种型材） 品种聚氨酯泡沫泡块（单位mm） 规格4000×1200×1000 2000×1200×1000 硬质聚氨酯泡沫大板材 品种聚氨酯大板材 密度40-60kg/m 规格长度：4000-500mm
摘要硅橡胶材料是一种优良的绝缘橡胶材料，具有耐臭氧、耐高温等特点。但这种材料的最大缺点是具有易燃性，需要有良好性能的阻燃剂来克服这一缺点。本文分析了阻燃硅橡胶的制备与性能，探讨了几种常用阻燃剂对硅橡胶的阻燃影响，以提升这种材料的阻燃性能，扩大其适用范围。 关键词硅橡胶材料；阻燃剂；制备；性能分析 中图分类号 tq33 文献标识码 a 文章编号 1674-6708（2016）170-0121-01 目前，对硅橡胶有良好阻燃作用的阻燃剂有许多，例如卤系阻燃剂中的氯化石蜡和磷系阻燃剂中的红磷及磷酸酯等。但其燃烧时会产生有害气体，污染空气和环境。因此，近年来，研究人员不断探索能够替换这些阻燃剂的新型阻燃剂，使硅橡胶材料既能够有较好的阻燃性能，又能够起到保护环境的作用。下文分析了阻燃硅橡胶材料的制备及性能，对几种阻燃剂的性能做了比较，以不断提高阻燃硅橡胶材料的制备。 1 阻燃硅橡胶材料的制备及性能分析 1.1 阻燃硅橡胶材料的制备 阻燃硅橡胶材料的制备需要一些必要的材料和化学制剂，分别是白炭黑、催化剂、阻燃剂、交联剂、电子分析天平、数显鼓风干燥箱、循环水式真空泵以及机械秒表等。其阻燃硅橡胶材料的制备过程如图1所示。 首先将白炭黑分批倒入至硅橡胶材料中，并搅拌均匀。分批加入过程中，每次加入时需停顿30min，使白炭黑能充分分散。由于白炭黑具有较强的黏稠度，每次加入时的量应尽可能地少。其次，a组分的制备需要分别将交联剂和白炭黑加入硅橡胶中，搅拌均匀。b组分的制备是将催化剂滴入到阻燃剂粉体中，搅拌均匀备用。最后将a、b两个组分合在一起强力搅拌分散均匀，放入锥形瓶中，并利用真空泵抽真空。去除硅橡胶材料上的气泡以后，将其涂抹在事先准备好的玻璃片上，并在150℃的温度下进行烘干，用刀片刮下玻璃片上的固体硅橡胶材料放入样品袋。 1.2 硅橡胶材料的阻燃性能分析 性能分析包括3个部分：阻燃性能测试、撕裂强度测试以及拉伸长度测试。阻燃性能测试是用镊子将样品夹住放置酒精灯上直接接触火焰7s，然后移开，观察样品并记录燃烧时间。撕裂强度测试是用500g砝码直接压在对折样品的上方，待一段时间后取下，观察样品的裂痕状况，其裂痕长度共分为5级。拉伸长度测试是将样品的一段先固定住，然后用镊子夹住另一端，利用橡皮筋每次拉伸样品2mm，用游标卡尺记录橡皮筋的拉伸长度，利用橡皮筋的拉伸长度间接计算出样品的拉伸长度。样品的拉伸长度共分为10级。 下文详细分析几种阻燃剂对硅橡胶材料的阻燃性能影响，探索出能发挥最大效用的阻燃剂用量，以此为基础探讨具有高效阻燃性能的硅橡胶材料的制备。 2 几种阻燃剂的阻燃性能分析 2.1 氢氧化铝/氧化铁阻燃剂 这种阻燃剂通过改变氢氧化铝和氧化铁的用量，测试硅橡胶材料的阻燃性能，并据此计算出能发挥这种阻燃剂最大阻燃效用的用量。随着氢氧化铝和氧化铁制剂用量的加大，硅橡胶材料的拉伸强度不断增加。在阻燃剂为8.75g时，其拉伸强度为6级；若用量低于6.25g，则这种氢氧化铝/氧化铁阻燃剂的阻燃性能不够显著；在阻燃剂大于6.25g时，硅橡胶材料的阻燃性能明显提高。在阻燃剂用量达到8.75g时，其阻燃性能显著下降至三级，撕裂强度也下降为二级。 在阻燃硅橡胶的制备中，白炭黑和催化剂的用量也会影响硅橡胶材料的阻燃效果。在白炭黑用量增加时，由于白炭黑的颗粒在硅橡胶中很容易聚集为大颗粒，导致其结构发生改变，阻碍其与硅橡胶材料的交互作用，降低硫化效果，使材料的搅拌流动性能变差，增加其固化
通过在合成树脂或塑料中，加入一定比例的某种阻燃剂，便可大大提高塑料制品的阻燃性能。所谓阻燃剂是一类能阻止塑料等高分子材料被引燃或抑制火焰扩散的塑料助剂。阻燃技术的目的是使可燃材料具有阻燃抗燃的性能，在一定条件下使塑料不容易燃烧或者能够自熄的过程。 塑料阻燃剂的阻燃原理： 1、产生一种能窒熄火焰的气体。例如三氧化二锑，它在PVC中遇到因燃烧产生HCL时能与之反应生成一种窒熄性气体，即锑的氮氧化物，从而起到阻燃的效果。 2、吸收燃烧时产生的热量，起冷却、减慢燃烧速率的作用。例如氢氧化铝，它分子中所含化学结合水的比例高达34%，这种结合水在大多数塑料的加工温度下保持稳定，但超过200℃时开始分解，释放出水蒸汽。而且每分解一克分子氢氧化铝，要吸收36千卡热量。 3、提供一层与氧气隔绝的隔离层，因隔绝了氧气而自熄，如磷酸酯类阻燃剂燃烧时生成的磷化物即是隔氧的隔离层。 4、生成可与塑料起反应的游离基，它们与塑料的反应产物能起阻燃作用。 阻燃剂的种类 阻燃剂种类繁多，可分为﹕有机阻燃剂和无机阻燃剂。具代表性的阻燃剂是氯系、溴系、磷系及氢氧化铝、氢氧化镁等。 有机阻燃剂 有机阻燃剂，主要有三大类： 一是氯系阻燃剂：以含氯量较高的氯化石蜡如氯蜡－52和氯蜡－40。目前氯系阻燃剂正朝着无污染、高纯度、高热稳定性、高含氯量方向发展，其代表产品是氯蜡－70。氯化石蜡主要用于聚氯乙烯制品的阻燃。 二是溴系阻燃剂：大多在200℃～300℃下分解，分解时通过捕捉高分子材料在降解反应生成的自由基，延缓或终止燃烧的链反应，释放出的HBr是一种难燃气体，可以覆盖在材料的表面，起到阻隔表面可燃气体的作用。溴系阻燃剂的适用范围广泛，是目前世界上产量最大的有机阻燃剂之一，主要产品有十溴二苯醚、四溴双酚A、五溴甲苯和六溴环十二烷等。
世界阻燃剂消费及其结构 世界阻燃剂年总消费量已达105万吨，主要消费国家和地区的市场分配为：欧洲33%，美国30%，亚洲（不包括日本）19%，日本18%。最近的市场调研表明，美国阻燃剂市场总量预计今年将增加为9.69亿美元，年均增长率为5%左右。日本近几年一般高分子添加剂的市场连续几年都在下降，而阻燃剂却略有增长，但2001年的同比增长率进一步下滑。世界各地区的阻燃剂消费结构不同，欧洲用量最大的是无机系阻燃剂，而美国、日本、亚洲（不包括日本）消费量最大的都为溴系阻燃剂，美国和日本分别占总消费的35%和40%，而亚洲竟高达60%。世界不同地区和国家具体消费结构为：欧洲，无机系33%，溴系28%，有机磷系25%，氯系4%，其他10%；美国，溴系35%，有机磷系26%，无机系24%，氯系8%，其他7%；亚洲，溴系60%，无机系25%，氯系8%，有机磷系7%；日本，溴系40%，无机系30%，有机磷系20%，氯系2%，其他8%。 面对越来越严格的环保、安全要求，在应用更趋广泛的塑料、树 脂领域，新型阻燃剂异军突起，无卤、高效、低烟、低毒已成为其发 展方向。塑料和树脂的消费愈来愈广泛地进入生产和生活的各个领域，但由于塑料和树脂可燃，易引起的火灾，带来了人员伤亡和经济 损失。从60年代起，一些发达国家开始生产和应用阻燃塑料。70年代，国外阻燃剂的消费量和品种快速增长，年增长率为6～8%。目
前阻燃剂的消费量已跃居塑料助剂第二位，成为仅次于增塑剂的大品种。阻燃剂种类繁多，可分为：有机阻燃剂和无机阻燃剂。具代表性的阻燃剂是氯系、溴系、磷系及氢氧化铝、氢氧化镁等。有机阻燃剂有三大类，其特点各异。一是氯系阻燃剂：以含氯量较高的氯化石蜡为主，其申主要是氯蜡--52和氯蜡--40。目前氯系阻燃剂正朝着无污染、高纯度、高热稳定性、高含氯量方向发展，其代表产品是氯蜡--70，国外已经使用的全氯环戊癸烷和反应型氯系阻燃剂氯菌酸国内尚无工业化产品。二是溴系阻燃剂：大多在200℃～300℃下分解，分解时通过捕捉高分子材料降解反应生成的自由基，延缓或终止燃烧的链反应，释放出的HBr是一种难燃气体，可以覆盖在材料的表面，起到阻隔表面可燃气体的作用。溴系阻燃剂的适用范围广泛，是目前世界上产量最大的有机阻燃剂之一，主要产品有十溴二苯醚、四澳双酚A、五溴甲苯和六溴环十二烷等。三是磷系阻燃剂：也是一种阻燃性能良好的阻燃剂，在全球阻燃剂非卤化动向的驱使下，国外对此进行了大量的研究。有机磷系阻燃剂主要产品有磷酸三苯酚、磷酸二甲苯酯、丁苯系磷酸酯等。磷酸酯类的特点是具有阻燃与增塑双重功能。含磷无机阻燃剂主要产品有红磷阻燃剂、磷酸铵盐、聚磷酸铵等。红磷的阻燃效果比磷酸酯类的阻燃效果更好。其用量也在增加。含磷无机阻燃剂因其热稳定性好、不挥发。不产生腐蚀性气体、效果持久、毒性低等优点而获得广泛的应用。无机阻燃剂分解温度高，除了有阻燃效果外，还有抑制发烟和氯化氢生成的作用，目前国外工业发达国家无机阻燃剂消费量远远高于有机阻燃剂。主要使用的品种有氢氧
几种优良阻燃剂简介 阻燃剂又称耐火剂和防火剂，是加入制品和材料中能阻止引燃或抑制火焰传播的助剂。主要是通过阻燃药剂产生较多量的不可燃气体或药剂薄膜不能燃烧而达到防火的目的。 根据其使用方法可分为添加型和反应型两类，添加型阻燃剂是在制品的加工过程中掺入制品中，多用于热塑性塑料。反应型阻燃剂是在聚合物合成过程中作为单体化学键合到聚合物分子链上，多用于热固性塑料布。按照化学结构，阻燃剂又可分为无机和有机两类，在这些化合物中多含有卤素和磷，有的含锑、硼、铝等元素。 具有实用价值的阻燃剂必须具备以下条件：①与高分子材料混溶性良好；②不改变高分子材料的固有物性，如耐热性、机械强度、电性能；③分解温度不应太高，但在加工温度下又不能分解；④耐久性好；⑤耐候性好；⑥毒性小，燃烧时不产生毒性气体；⑦价廉。 阻燃剂主要用于建筑材料、电器材料、汽车零件中，保护塑料制品、纺织品、橡胶、纸制品、粘合剂、木材等使用时不着火或使火焰迟缓蔓延。 由于毒性问题和各国对阻燃剂检验方法不同，情况复杂，因而阻燃剂的产量未能按预期的那样增长。今后应针对不同要求开发新用途的、性能优良的、又无毒性的新阻燃剂。 目前已推出大量代替溴系阻燃剂的不含卤素的新型阻燃剂，并正在开发新型增效剂作为阻燃剂的添加剂。用于工程塑料的产品也更多，磷溴复合体系也已问世。 Martinswerk 公司提供了几种氢氧化镁和三水合铝（ATH）产品：Magnitin的氢氧化镁产品，主要用于聚丙烯；Martinal ATH产品，可改善在热固材料中的粘度性能。AKZO化学化司推出了一种磷酸型的非溴系阻燃剂Fyrolflex RDP，它具有低挥发度和高热活化温度（300℃），应用于PC和ABS。 Hoechst公司的Hostaflam多磷酸铵阻燃剂，据称比ATH和氢氧化镁好，其添加率低于50%，可减少对聚合物机械性能的影响。 FMC公司已生产出第一个集溴和磷于同一分子中的阻燃剂体系。其中Reoflam PB-460产品提供了优良的阻燃和加工性能，并可改善树脂性能。Dover化学公司也提供了磷、溴和氯系阻燃剂（DG-9021含氯15%、溴15%和磷4%），可用于泡沫软聚氨酯橡胶。 阻燃剂的开发大致上正朝着增效体系发展。Borax公司的阻燃剂增效剂，Firebrake硼酸锌，可提供阻燃、促进焦化、防电弧和抑制余辉作用。Firebrake 415可最有效地用作工程树脂的阻燃剂和PVC的烟雾抑制剂（与ATH并用）。Firebrake 500是无水硼酸锌，具有高热稳定性，可用于高温加工和工程树脂。 主要阻燃剂品种介绍： 商品名阻燃剂MCA
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化学选考试题卷 选择题部分 一、选择题（本大题共25小题，每小题2分，共50分。每个小题列出的四个备选项中只有一 个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分） 1．下列物质中属于盐的是 A．MgO B．H2SO4C．NaOH D．KNO3 2．下列仪器及其名称不正确 ．．．的是 A．量筒B．试管C．蒸发皿D．分液漏斗 3．非金属性最强的元素是 A．C B．Si C．S D．Cl 4．Na2CO3＋CO2＋H2O＝2NaHCO3的反应类型是 A．化合反应B．分解反应C．置换反应D．复分解反应 5．实验室有两瓶失去标签的溶液，其中一瓶是K2SO4溶液，另一瓶是NaOH溶液。鉴别时，下 列选用的试纸或试剂不正确 ．．．的是 A．pH试纸B．紫色石蕊试液C．Na2CO3固体 D．CuCl2溶液 6．下列物质的水溶液因水解呈碱性的是 A．Na2CO3 B．NaOH C．HCl D．AlCl3 7．下列各组中，互称为同分异构体的是 A．O2与O3B．35Cl与37Cl C．CH3CHO 与CH 2—CH2D．CH4与C2H6 O 8．下列关于硫酸铜溶液和氢氧化铁胶体的说法中，正确的是 A．前者是混合物，后者是纯净物B．两者都具有丁达尔效应 C．分散质的粒子直径均在1~100nm之间D．前者可用于杀菌，后者可用于净水 9．下列化学用语表达正确的是 A．乙烯的结构简式：C2H4B．甲烷分子的球棍模型： C．NaCl的电子式：D．氟离子的结构示意图： 10．下列说法不正确 ．．．的是 2
收稿日期：75 2011-03-01 高分子材料无卤阻燃剂的研究现状 Research Status on Non-halogen Flame Retardants of Polymers Wpm/4:!Op/7!)Tvn/341* Kvof!!!3122 黄 辉，曹家胜 Huang Hui, Cao Jiasheng - 公安部上海消防研究所，上海 200032 - Shanghai Fire Research Institute of Ministry of Public Security, Shanghai 200032, China 摘 要 : 综述了高分子材料无卤阻燃剂的种类和阻燃机理，重点介绍了无机物阻燃剂、无卤膨胀型阻燃剂、有机硅阻燃剂等无卤阻燃剂的开发和在高分子材料中的应用研究现状，并对无卤阻燃剂的发展方向进行了展望。Abstract : Types and mechanisms of polymer non-halogen flame retardants were reviewed. Research status and applications of non-halogen flame retardants in polymers, such as inorganic flame retardants, non-halogen intumescent flame retardants and organic silicon flame retardants, were introduced mainly. In addition, development trends of non-halogen flame retardants were prospected. 关键词 : 无卤阻燃剂；阻燃机理；研究现状 Key words : Non-halogen flame retardant; Flame retardant mechanism; Research status 文章编号：1005-3360（2011）06-0075-05 高分子材料品种越来越多，而常见的高分子材料基本上都是易燃的，因此阻燃技术受到全球性的关注，日益严格的防火安全标准和塑料产量的快速增长，使近年来全球阻燃剂的用量及销售市场一直呈增长的趋势。 目前，含卤阻燃剂（特别是溴系阻燃剂）被广泛用于高分子阻燃材料，并起到了较好的阻燃作用。然而人们对火灾现场深入研究后得出结论：虽然含卤阻燃剂的阻燃效果好，且添加量少，但是采用含卤阻燃剂的高分子材料在燃烧过程中会产生大量的有毒且具有腐蚀性的气体和烟雾，使人窒息而死，其危害性比大火本身更为严重。无卤阻燃剂具有环保、安全、抑烟、无毒和价廉等优点，因此，无卤阻燃剂的开发已经成为当前阻燃剂研究领域的热点[1-3]。在现有工业技术的条件下， 无卤阻燃剂主要以无机阻燃剂、无卤膨胀型阻燃剂和有机硅阻燃剂为主。这3类阻燃剂燃烧时不发烟，不产生腐蚀性气体，被称为“绿色”阻燃剂。 1 无机阻燃剂 无机阻燃剂具有稳定性好，低毒或无毒，贮存 过程中不挥发、不析出，原料来源丰富，价格低廉等优点，兼具阻燃、填充双重功能，并对环境非常友好，是一类很有前途的阻燃剂，目前受到高度重视和普遍应用，成为阻燃市场的主流。无机阻燃剂主要包括氢氧化铝、氢氧化镁、无机磷系等。 1.1 金属水合物 在高分子材料阻燃的长期研究中，人们发现适合作为无卤阻燃剂的金属水合物以氢氧化铝（A1(OH)3） 和氢氧化镁（Mg(OH)2）为主，这是因为A1(OH)3和Mg(OH)2具有填充、 阻燃及抑制发烟三重功能。当其受热分解释放出结晶水，吸收大量的热量，产生的水蒸气降低了可燃性气体的浓度，并使材料与空气隔绝；同时生成的耐热金属氧化物（三氧化二铝和氧化镁）还会催化聚合物的热氧交联反应，在聚合物表面形成一层炭化膜，其会减弱材料燃烧时的传热、传质效应，从而不仅起到阻止燃烧的作用，还起到了消烟的作用。A1(OH)3分解温度范围为235~350℃，吸热量为968 J/g ，由于其分解温度较低，因此作为阻燃剂通常只适用于加工温度较低的高分子材料。与A1(OH)3相比，Mg(OH)2具有更好的热稳定性，更高的促进基材成炭和更好 助剂 文献标识码 : A 中图分类号 : TQ314.24
乙丙橡胶阻燃剂的选择 近几年来，中国阻燃剂生产量的年平均增长率估计可达15%-20%，远远高于全球3%-4%的水平。这里主要介绍乙丙橡胶阻燃剂，阐述各类阻燃剂的阻燃原理及优缺点，目前阻燃剂的市场情况及阻燃剂在国内外的研究进展。 乙丙橡胶的氧指数（OI）仅为20%左右，属于易燃性橡胶。因此其在应用过程中面临着提高阻燃性的迫切要求，选择合理高效的阻燃剂就成为解决问题的唯一有效方法。对一些阻燃标准要求严格的领域和某些难于阻燃的橡胶材料，溴系阻燃剂在目前恐怕还是最实际的选择。当然无溴无卤阻燃剂也占有一席之地。 阻燃剂的选择 乙丙橡胶属于易燃产品常用的阻燃剂包括无卤阻燃剂和卤系阻燃剂等。 目前采用添加金属氢氧化物(主要是氢氧化镁和氢氧化铝)作为阻燃剂的方法来制备无卤阻燃的三元乙丙橡胶材料。在这一方法中，为了得到高氧指数的三元乙丙橡胶材料，必须
添加大量的氢氧化镁和氢氧化铝，从而造成硫化胶拉断伸长率大幅度降低，产品的加工性能和柔软性显著下降。 由于无机阻燃剂要想达到很好的阻燃效果填充量非常大，对橡胶性能影响较大，因此我们先用有卤阻燃体系为主来探讨乙丙橡胶材料的阻燃性，先选用我们比较熟悉的十溴二苯乙烷和三氧化二锑配合阻燃体系。 选用十溴二苯乙烷有如下优点： a)十溴二苯乙烷是一种使用范围广泛的广谱添加型阻燃剂，其溴含量高，热稳定性好，抗紫外线性能佳，较其他溴系阻燃剂的渗出性低； b)十溴二苯乙烷热裂解或燃烧时不产生有毒的多溴代二苯并二恶烷（DBDO）及多溴代二苯并呋湳（DBDF），用它阻燃的材料完全符合欧洲关于二恶英条例的要求，对环境危害小。当然十溴二苯醚就另当别论了。不然也没有：十溴二苯乙烷是十溴二苯醚的理想替代品一说了。 为了提高阻燃效率，卤素衍生物一般与三氧化二锑并用，成为卤-锑协同。在高温下三氧化二锑能与卤系阻燃剂分解产生的卤化氢反应生成三卤化锑或卤氧化锑。三卤化锑在燃烧区域内发生分解，可捕获气相中维持链式反应的活泼自由基，减少反应放热使火焰淬灭。 采用有卤阻燃体系阻燃效果较好。三氧化二锑用量固定在10份，增加十溴二苯乙烷的用量，当十溴二苯乙烷用量为20份及以上时，橡胶的阻燃性能达到性能要求离火熄灭，达到V-0级。 上面介绍了溴锑的阻燃剂，下面我们选用无卤阻燃剂，先看看无卤阻燃剂，无卤阻燃剂是一种新的阻燃体系，燃烧时发烟量小，不产生有毒、腐蚀性气体。无卤阻燃添加剂主要以磷氮化合物和金属氢氧化物为主。这两类化合物，燃烧时不挥发、不产生腐蚀性气体，被称为无公害阻燃剂，
B1级聚氨酯保温板简介 概述 聚氨酯保温板是由组合聚醚和聚合MDI（多苯基多亚甲基多异氰酸酯）进行发泡反应而制得，经GB8624-2012标准检验判定阻燃等级为B1级的硬质聚氨酯泡沫塑料有机保温材料。主要用于建筑物围护节能和大型冷库、冷链保温领域。同时，也可用于工业厂房、船舶、车辆、军工、水利建设等领域的防火保温隔热。 现行国家标准GB 8624-2012《建筑材料及制品燃烧性能分级》将建筑材料按阻燃能力高低依次划分为A级（不燃材料）、B1级（难燃材料）、B2级（可燃材料）、B3级（易燃材料）。根据不同的应用场合，建筑材料选用时应满足国家、地方法律法规要求的最低阻燃等级要求。 聚氨酯保温板由于其有机材料的特性，在现行的技术条件下，最高只能达到阻燃等级B1级的判定。且B1级聚氨酯保温板的研发和制造在技术上有瓶颈和难处，目前国内只有少数几家大的生产企业能够做到。大部分中小企业所生产的聚氨酯保温板只能达到B2级甚至是B3级。 2研发途径 提高聚氨酯材料的阻燃性能通常有以下三种方法：1、添加阻燃剂，主要有磷系、卤素系类的阻燃剂；2、提高配方中异氰酸根指数，即增加黑料（MDI）的用量；3、通过分子结构改性技术，增加材料阻燃性能。 外加阻燃剂容易造成聚氨酯泡沫塑料燃烧时产烟量和毒性增大，且随着时间的推移，阻燃剂容易迁移失效。而聚合MDI的成分单一，黏度较大，可调整的余地很小。因此聚氨酯泡沫塑料性能的改进主要是通过调节聚氨酯硬泡组合聚醚的组分来实现，聚氨酯硬泡组合聚醚性能将直接影响聚氨酯硬泡生产的工艺性能和最终产品的物理性能与使用特性，泡沫导热系数、密度、强度、硬度、阻燃性能等均可以随聚氨酯硬泡组合聚醚原料配方的不同而改变。 3技术特点
硅胶 碳酸钾阻燃剂阻燃性能 及阻燃机理的研究 田丽 张宏 (中国人民武装警察部队学院 廊坊 065000) 摘 要 硅胶 碳酸钾阻燃剂是一种新型的阻燃剂。它通过形成膨胀型炭化层,在凝聚相起阻燃作用。该阻燃剂能够明显降低聚丙烯、纤维素、聚乙烯、尼龙6,6、PS等高聚物的燃烧性能,且不会增大这些高聚物一氧化碳及烟气的生成量。另外,本文通过实验提出几种可能的阻燃机理,并对此进行了分析。通过分析表明,炭层迅速增加的原因可能是化学催化或物理作用,较为合理的解释是硅胶分子的气孔效应。 关键词 硅胶 碳酸钾 阻燃性能 阻燃机理 气孔效应 锥形量热仪 1 引言 近年来,塑料、橡胶、合成纤维等聚合物材料及其制品的发展非常快,它们正在迅速代替传统的钢材、无钢金属以及天然聚合物(如木材、天然橡胶等),广泛应用于工业、农业、军工等产业部门,已为人们日常生活所必需。可是,目前生产的高聚物材料大多数属易燃或可燃性材料;且燃烧时,热释放速率大,热值高,火焰传播速度快,同时还会产生浓烟和有毒气体,对人们的生命安全造成极大威胁。因此,如何提高合成高聚物材料的抗燃性已成为一个急需解决的问题。 为了提高合成材料的抗燃性,人们提出了各种各样的方法,其中常用的方法有以下几种:(1)提高其点火能;(2)减小火焰传播速度;(3)减小释热速率;(4)减小毒性物质及烟气的生成。热稳定性好的聚合物虽能满足以上要求,但价格一般比较昂贵,且物理性能和加工性能不如热稳定性差的聚合物(如大部分商品聚合物PE、PS、PP、PVC等)。对于热稳定性较差的高聚物一般采用添加阻燃剂的方法减小其火灾危险性,但这种添加剂必须对材料的物理性质、加工性质以及价格的影响较小才能满足要求。卤系阻燃剂具有效力强、对材料相容性好、机械性能影响小,已成为当今阻燃剂市场的主流产品,但其燃烧产生的烟雾中含有氢卤酸,导致了单纯由火灾所不能引起的对电路系统和其它金属物品的腐蚀;同时卤化氢对人的呼吸系统及其它器官刺激性强,危害严重。在封闭条件下,如煤矿、高层建筑、学校、医院、火车、飞机、轮船等场所强烈要求使用无烟、无毒或低烟、低毒的阻燃材料。另外人们普遍认为某些卤系阻燃剂的燃烧和再循环对环境会造成负面影响,因此国外阻燃技术新动向之一是开发无卤化和低发烟量的阻燃剂。其中,通过促进膨胀型炭化层的形成,在凝聚相起作用的阻燃方式在现阶段占有不可忽视的地位。 膨胀型炭化层的形成降低高聚物可燃性的机理体现在以下几个方面: 1)炭化层的生成,固化了部分碳和氢元素,减少了可燃挥发分的生成量; 2)炭化层具有较低的热传导性能,可看作是内部基材的绝热保护层; 3)炭化层的形成同时阻挡了热分解产物与外界的物质交换,以及外部空气向反应区的扩散。 炭化层的物理结构对以上这些作用的影响很大,厚且多泡的炭层结构的阻燃效果明显优于脆且薄的炭层结构;炭层的生成温度必须高于聚合物的生成温度,且低于聚合物的热分解温度,这样才能起到阻燃效果;另外,炭化层在燃烧过程中形成的越早,阻燃效果越好。 目前,国内、外一些阻燃研究所正努力研究聚合物在燃烧过程中的成炭机理、成炭方法,以促进成炭,从而使添加剂能更好的发挥阻燃作用。我们对含硅聚合物的研究表明,这些含硅的聚合物无论单独作用、与聚合物混合使用,还是作为共聚体,都是很有发展前途的阻燃剂。 2 实验部分 研究中所使用的聚合物和添加剂为硅胶(Fisher scientific公司,28-200目);碳酸钾(马林克罗特公司,粒状);聚丙烯PP(Scientific公司的聚合物产品,重均分子量=240000g mol);聚苯乙烯PS(Scien tific公司的聚合物产品,重均分子量=45000g mol);苯乙烯 丙烯腈SAN(GE聚合物);聚甲基异丁烯酸,PMMA(Du Pont,El vacite);聚乙烯醇PVA(Scientific公司的聚合物产品,数均分子量=86000g mol,重均分子量=178000g mol,经NaOH水溶液处理后99 7%为水合物);尼龙6,6(Rhone Poulenc)和 纤维素(Sigma Chemical公司,纤维含量99 5%)。将添加剂和聚合物同时放于研钵中研碎(一般添加剂的重量百分组成不超过10%)。将粉状试样(40g-50g)利用热压机压缩[在22MPa(10吨)的压力,