pvc的阻燃和抑烟
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阻燃聚丙烯①卤-锑体系,即气相阻燃机理。
常用的卤系阻燃剂是十溴二苯醚、六溴环十二烷、八溴醚、四溴双酚A等,加上阻燃协效剂三氧化二锑,具有添加量少,阻燃效果好的特点。
但卤素类阻燃剂一直受到绿色环保组织的非难,以至在有些国家受到制约,被明令禁止使用。
然而美国、日本等国家仍允许使用,那么作为发展中国家的中国,卤系阻燃剂的寿命至少还有10年以上。
②用含溴烷基磷酸酯来处理PP。
这类阻燃剂兼有PBr协同效应,使阻燃效果显著,同时还能改善PP的流变性及加工性能,对PP的物理机械性能影响也小。
③近十年来在PP阻燃技术上,以意大利都灵大学教授Camino首创的膨胀型阻燃剂发挥了巨大的作用,这类PN系阻燃剂具有高效、热和光稳定性高、低毒、低烟、低腐蚀,对加工和机械性能影响小,不会引起环境污染。
在PP中只要添加2530份即可达到UL94V0级。
国内刚有膨胀型阻燃剂产品的生产报道。
④丙烯酸五溴苄酯与三元乙丙橡胶的接枝共聚物阻燃的聚丙烯。
这类阻燃处理的PP具有很高的抗冲击强度,在某些场合可用作工程塑料。
⑤无机填充料阻燃聚丙烯所谓的无机填充料即指氢氧化铝和氢氧化镁,它们具有阻燃、抑烟的作用。
但要达到预期的效果,微粒化及表面处理是关键技术,应用于不同塑料。
要慎重选择匹配的表面活性剂,使其与塑料相容性好,并在塑料中得以均匀的分散,又不致太大地影响塑料的机械性能。
由于ATH和氢氧化镁能在不同的温度范围内起到阻燃抑烟作用,因此二者的复配使用可以使塑料在较宽的温度范围内发挥持续阻燃效果。
这里要强调的是,在用氢氧化镁处理PP时,为达到更好的阻燃效果及合适的机械性能,在添加氢氧化镁混炼工艺中,宜采用二步加料方式,这样会得到比一次加料更好的结果。
2.2阻燃聚乙烯①一般来讲,适用于PP的阻燃剂都可用于PE处理技术中,但由于两者结构上的差异,热稳定性和裂解温度的不同,某些芳香族溴系阻燃剂(如十溴二苯醚)在PE特别是在LDPE上的应用效果会更好一些。
阻燃PVC发泡粉末用途阻燃PVC发泡粉末是一种特殊的材料,具有阻燃性能和发泡性能的结合。
其用途广泛,常见于建筑、汽车、电子、家居、运动器材等领域。
下面详细介绍一下阻燃PVC发泡粉末的应用:1. 建筑材料阻燃PVC发泡粉末被广泛应用于建筑材料领域。
它可以制作防火隔断板、防火门窗、防火墙板等建筑材料,提高建筑物的防火等级,保障人员和财产的安全。
此外,阻燃PVC发泡粉末还可以用于制作吸音墙板,提高建筑物的隔音效果,保持室内环境的舒适性。
2. 汽车内饰在汽车制造领域,阻燃PVC发泡粉末可以应用于汽车内饰件的制作。
例如,它可以用于制作汽车座椅背板、顶棚板、地板板等部件,提高汽车内部的阻燃性能,确保乘客乘坐的安全。
此外,阻燃PVC发泡粉末还可以制作汽车脚垫,提供更好的舒适性和绝缘性。
3. 电子产品阻燃PVC发泡粉末也可以用于电子产品的制造。
它可以用于制作电子设备的外壳、绝缘材料等,提供良好的阻燃性能和绝缘性能,确保电子设备的正常运行和安全使用。
4. 家居用品在家居领域,阻燃PVC发泡粉末可以应用于制作各种家居用品。
例如,它可以用于制作家具的填充材料,提供更好的舒适性和阻燃性能。
此外,阻燃PVC发泡粉末还可以用于制作地板板材、墙板等,提高家居材料的防火等级,保障家庭的安全。
5. 运动器材阻燃PVC发泡粉末还可以用于制作各种运动器材。
例如,它可以用于制作运动器材的包覆层、保护垫等配件,提供更好的阻燃性能和保护作用。
此外,阻燃PVC发泡粉末还可以制作运动器材的吸震材料,提高运动器材的使用舒适性。
总之,阻燃PVC发泡粉末具有广泛的应用前景。
其阻燃性能和发泡性能的结合使其成为许多领域中理想的材料选择。
随着人们对安全性和环境友好性要求的不断提高,阻燃PVC发泡粉末在各个领域将有更广泛的应用。
密级:公开论文类型:应用研究聚氯乙烯阻燃电缆料的配方和性能研究Study on the formulation and properties of PVC flame retardant cable material培养单位:材料工程学院专业领域:材 料 工 程学生姓名:郝 慧 颖校内导师:付 华 教授校外导师:郭朝阳 副研究员二○一八年三月 工程硕士学位论文独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得石家庄铁道大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。
与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。
签名:日期:关于论文使用授权的说明本人完全了解石家庄铁道大学有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本,允许论文被查阅和借阅,同意学校将论文加入《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》和编入《中国学位论文全文数据库》。
本人授权石家庄铁道大学,可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文,可以公布论文的全部或部分内容。
(保密的论文在解密后应遵守此规定)作者签名:日期:导师签名:日期:摘要摘要体,对人体和周边环境造成“二次危害”,本文研究一种难燃、好的PVC电缆料。
本文以普通聚氯乙烯PVC电缆料(J-70)为配方基础体系,研究了单一的燃和力学性能的关系,利用正交设计方法,确定了各种阻燃剂的添加比例,分析了阻燃电缆料的配方和各项性能。
研制的具有良好阻燃性能的电缆料的配方为:J-70 树脂粉100份,份,环氧大豆油3份,氢氧化镁 20份,氢氧化铝20份,钙锌稳定剂5酸锌8份、八钼酸铵4份、三氧化二锑6份、氯化石蜡10的力学性能和电学性能均优于普通PVC电缆料的要求,氧指数为35 %难燃性材料的要求;垂直燃烧达到了V-0级,水平燃烧达到了HB级;到210各种材料性价比较高,具有较强的可操作性和市场竞争力。
PVC为聚氯乙烯(polyvinyl choride)的英文宿写,它是由氯乙烯单体聚合而成的一种高分子化合物。
聚氯乙烯塑料是目前使用最广泛的用塑料之一,其产品种类繁多,性能各异;困而相应的生产加工方式也就多种多样,如压延成型、挤出成型、注射成型、模塑成型等。
加工方式不同,生产工艺和技术也就千差万别。
电线电缆用PVC胶料主要是通过挤出成型方式的,下面我就同大家一起来探讨一下PVC胶粒生产方面的一些基础知识。
PVC胶粒是由PVC树脂加上增塑剂、稳定剂、填充剂等多种助剂经混合、混炼,然后押出造粒而成。
在胶料生产中,影响产品品质及生产效率的因素主要有五个:即设备、原材料、配方、配色、和生产工艺。
选用不同的生产设备,具体的生产流程就会的一定的差别。
一、胶料生产流程二、胶粒生产设备PVC造粒生产线主要包括三大部分:即计量供料设备,混合储料设备以及押出造粒设备。
1.计量供料设备包括PVC粉、碳酸钙等粉体原材料料仓,增塑剂、液体安定剂贮罐,输送装置,计量仪器等。
计量供料系统有自动和人工之分,自动计量系统则PVC粉、增塑剂、碳酸钙甚至粉体安定剂均以自动仪器计量,生产时只需将配方输入控制盘,设定好相关程序,即可完成从计量到混合的操作,半自动或人工计量则原材料部分或全部由人工称量再加入混合机。
自动计量供料系统采用全封闭操作,因此生产操作简单,现场环境较好,不过由于仪器系统复杂,精确度要求高,因而对使用环境要求高,维护较麻烦,一旦维护不好则容易失控甚至瘫痪。
因此目前胶料厂大多采用半自动系统,即增塑剂自动计量和输送,其它原材料采用人工计量。
2.混合储料设备,一般包括高速混合机和冷却混合机两部分,高速混合机和泠拌机根据混合缸容积大小有很多规格,一般胶料厂常采用300L/800L和500L/1000L组合,打样则多采用50L小混合机,高速混合机与冷缸之间以及冷缸与押出机料斗之间均以料筒连接。
3.押出造粒设备主要有挤出机和切粒机两部分,挤出机又有单螺杆挤出机和双螺杆挤出机两大类。
PVC配方设计之阻燃剂知识大全第一节概述大多数高分子材料,无论中天然的,还是合成的,遇火都会燃烧.阻燃剂就是一类能够防止材料被引燃或者抑制火焰传播的助剂.阻燃剂主要用于合成高分子材料或天然高分子材料的阻燃.在高分子材料中加工入阻燃剂﹐能够减少高分子材料的可燃性﹐能使高分子材料接触火焰时﹐燃烧迅速变慢﹐离开火源后能较快的自熄。
注意﹐含有阻燃剂的材料并不能成为不燃材料﹐它们只能减少火灾危险﹐而不能消除火灾危险。
对阻燃剂的要求是多方面的。
人们希望阻燃剂能在用量很低的情况下具有持久的阻燃作用﹔希望阻燃剂无毒﹐不会在燃烧时生成有毒气体和浓烟﹔希望阻燃剂具有较高的热稳定性﹐在遇火情况下不会分解或者挥发﹔希望基础树脂的力学性能和物理性能不会由于阻燃剂的使用而损失或降低。
应在材料的阻燃性及其它性能之间寻求最佳的性/价比(effect ratio /cost)﹐而不能过多地降低材料原有的良好性能为代价﹐来一味地满足阻燃性能过高的要求。
除此之外﹐在提高材料阻燃性的同时﹐应尽量减少材料的热分解或燃烧生成的有毒气体信发烟量。
在阻燃剂领域﹐阻燃和抑烟是相辅相成的。
阻燃剂主要是含磷﹑卤素﹑硼﹑锑﹑铅﹑钼等元素的有机物的无机物。
根据其使用方法﹐阻燃剂一般分为添加型和反应型两类。
添加型阻燃剂是在塑料加工过程中简单参加和混合在塑料中﹐主要用于热塑性塑料。
反应性阻燃剂是在聚合物合成过程中﹐作为一个组分参加反应﹐并键合到聚合物的分子链上﹐多用于热固性树脂。
有些反应型阻燃剂﹐也可在塑料的加工过程中添加。
按照化学结构﹐阻燃剂又可分为无机阻燃剂和有机阻燃剂两类。
无机阻燃剂包括铝﹑锑﹑锌﹑钼等金属氧化物﹑磷酸盐﹑硼酸盐﹑硫酸盐等﹔有机阻燃剂包括含卤脂肪烃和芳香烃﹑有机磷化合物﹑卤化有机磷化合物等。
阻燃剂按照起阻燃作用的主要元素还可分为卤素系阻燃剂﹑磷系阻燃剂以及铝﹑锑﹑硼﹑钼等金属氧化物阻燃剂﹔也可以按大的类别分为溴系﹑磷系﹑氯系和铝基﹑硼基﹑锑基阻燃剂等。
电缆阻燃等级的具体划分标准是什么?不用问别人,一次性全告诉你目前,电缆行业习惯将阻燃(FireRetardant)、无卤低烟(LowSmokeHalogenFree,LSOH)或低卤低烟(LowSmokeFume,LSF)、耐火(FireResistant)等具有一定防火性能的电缆统称为防火电缆。
(1)阻燃电缆(FlameRetardant)阻燃电缆的特点是延缓火焰沿着电缆蔓延使火灾不致扩大。
由于其成本较低,因此是防火电缆中大量采用的电缆品种。
无论是单根线缆还是成束敷设的条件下,电缆被燃烧时能将火焰的蔓延控制在一定范围内,因此可以避免因电缆着火延燃而造成的重大灾害,从而提高电缆线路的防火水平。
(2)无卤低烟阻燃电缆(LSOH)无卤低烟电缆的特点是不仅具有优良的阻燃性能,而且构成低烟无卤电缆的材料不含卤素,燃烧时的腐蚀性和毒性较低,产生极少量的烟雾,从而减少了对人体、仪器及设备的损害,有利于发生火灾时的及时救援。
无卤低烟阻燃电缆虽然具有优良阻燃性、耐腐蚀性及低烟浓度,但其机械和电气性能比普通电缆稍差。
(3)低卤低烟阻燃电缆(LSF)低卤低烟阻燃电缆的氯化氢释放量和烟浓度指标介于阻燃电缆与无卤低烟阻燃电缆之间。
低卤(LowHalogen)电缆的材料中亦会含有卤素,但含量较低。
这种电缆的特点是不仅具备阻燃性能,而且在燃烧时释放的烟量较少,氯化氢释放量较低。
这种低卤低烟阻燃电缆一般以聚氯乙烯(PVC)为基材,再配以高效阻燃剂、HCL吸收剂及抑烟剂加工而成。
因此这种阻燃材料显著改善了普通阻燃聚氯乙烯料的燃烧性能。
(4)耐火电缆(FireResistant)耐火电缆是在火焰燃烧情况下能保持一定时间的正常运行,可保持线路的完整性(CircuitIntergrity)。
耐火阻燃电缆燃烧时产生的酸气烟雾量少,耐火阻燃性能大大提高,特别是在燃烧时,伴随着水喷淋和机械打击震动的情况下,电缆仍可保持线路完整运行。
(5)阻燃电缆标准及等级电缆涉及火灾安全的主要技术指标是CO2电缆的阻燃性、烟雾的密度和气体的有毒性。
第23卷第1期 2008年2月 郑州轻工业学院学报(自然科学版)
JOURNAL OF ZHENGZHOU UNIVERSITY OF HGHT INDUSTRY{Natural Science) V0I.23 No.1
Feb.20O8
文章编号:1004—1478(2008)O1—0038—03
MoO3/DMMP/APP复合抑烟、阻燃 聚氯乙烯的研究
阎春绵, 张忠厚, 贾天刚 (郑州轻工业学院材料与化学工程学院,河南郑州450002)
摘要:研究了MoO /DMMP/APP三元复合体系对聚氯乙烯材料的抑烟、阻燃性能的影响.结果表明, 复合材料的最佳配方为m(PVC):m(MoO ):m(DMMP):m(APP)=100:3:6:8,此时材料的最大烟 密度由100降低到74.36,烟密度等级由91.O2降低到52.O2,氧指数由45%提高到60%,拉伸强度 为5O.5 MPa。力学性能和阻燃性能均达到最大值.与纯PVC材料相比,复合材料的储能模量有较大 程度的提高。而玻璃化转变温度则降低了1.34 cI=,失重温度范围变窄,最大失重温度降低了l2 cI=, 失重速率明显降低. 关键词:聚氯乙烯;三氧化钼;甲基磷酸二甲酯;聚磷酸铵;抑烟;阻燃 中图分类号:TQ320 文献标识码:A
Study of MoO3/DMMP/APP component on smoke suppression and flame retardant of PVC
YAN Chun-mian, ZHANG Zhong-hou, JIA Tian-gang (College ofMaterial and Chem.Eng.,Zhengzhou Univ.ofLight Ind.,Zhengzhou 450002,China)
Abstract:The influence of MoO /APP/DMMP component on flame retardance and smoke suppression were studied.The results showed that best formulation of composite materials were m(PVC):m(MoO ): m(DMMP):m(APP)=100:3:6:8.The most smoke density decreased from 100 to 74.36,the smoke density rank decreased from 91.O2 to 52.02.the limited oxygen index increased from 45%to 60%.The tensile strength were 5O.5 MPa.Analysis results showed that accumulation energy was increased.vitrifica. tion point has reduced by 1,34 oC.the temperature range of mass loss for PVC composite was obviously narrower than that the sample without MoO1/DMMP/APP component。the temperature of maximum mass loss decreased nearly 12 oC,but the rate of mass loss decreased clearly. Key words:PVC;MoO3;DMMP;APP;smoke suppression;flame retardance
如何检查PVC穿线管的质量如何检查PVC穿线管的质量购买家装布线时用的PVC穿线管可参照以下内容检查管子的质量1、阻燃测试。
用明火使PVC管连续燃烧3次,每次25秒,间隔5秒,管子撤离火源后自熄为合格.2、弯扁测试.管内穿入弯管弹簧,将管子弯成90度,弯曲半径为管径的3倍,外观光滑。
3、冲击测试。
用圆头敲击无裂缝(可用于现场检查).4、PVC管外壁应有间距不大于1米的连续阻燃标记和厂家标记。
5、PVC管制造厂应具有消防认可的使用许可证.如何辨别PVC走线管的质量,很简单,你一只脚站在PVC走线管上,如能踩扁,别废话!假冒伪劣!换!更气人的是,有的PVC走线管用2个手指就能捏扁!PVC阻燃管的厚度达标不等于线管质量达标,除厚度外,要看清楚1、线管上面的字体清晰,每隔一米范围内应该有“PVC阻燃电工套管”,品牌,认证,型号等字样;2、别被电工套管的牌子迷糊,比如一些品牌的电工套管也有薄的(16管厚度不到1。
2mm,达不到国标)电工管,道理就象美巢腻子为分耐水和不耐水腻子,针对不同消费者而生产;3、16直径的管与20、25直径的管的管壁要求完全不一样,别被一句达到1.5mm厚以上管的广告语给糊了,吃亏的还是自己。
4、电工阻燃管的硬度和柔韧性是考核电工管的另外一个指标.如何鉴别电气用阻燃PVC塑料导管的质量阻燃PVC电工导管是以聚氯乙烯为主要原料,加入其他添加剂经挤出成型的用于2000伏以下工业与建筑工程中的电线电缆保护的平直导管。
根据机械应力,可将其分为轻型管(1型或A型)、中型管(2型或B型)和重型管(3型或C型)三类。
轻型管可承载较轻机械应力,重型管可承载较重机械应力.阻燃PVC 穿线管除了需满足一定的机械应力条件外,还应满足消防安全的要求,常出现的缺陷是抗压强度等理化性能不过关,氧指数偏低,烟密度超标等。
用户在选购时,应注意以下几点:1.观察导管的标志、标签等标识.导管上应标明每批产品的制造厂名称、商标或其他识别符合,型号、外径尺寸、导管长度、性能标准编号等。
PVC特种树脂简介据相关资料介绍目前全球特种和专用 PVC 树脂牌号有近 3 000种之多,国外一些著名 PVC 生产商产品牌号达到 350 种之多同时还生产相当数量的特种 PVC 产品。
据国外 PVC 杂志介绍目前全球特种和专用 PVC 树脂的消费量超过 350万 t/a, 预计未来仍会保持较快的增长速度特种和专用 PVC 产品品种多、消费领域广泛 ,其概念也比较笼统 , 没有比较严格的界限分 ;同时 ,随着其他行业的科技进步与发展 ,对 PVC 材料不断提出新的要求。
下面将结合公司装置资产介绍部分特种和专用 PVC 树脂的生产与应用情况仅供参考。
1、PVC 糊树脂(略)2、高聚合度 H PVC 树脂分类:a、在聚氯乙烯行业 ,将平均聚合度600~1500 的树脂称为一般聚合度树脂;b、1600~3000的称为高聚合度树脂;c、3000 以上的称为超高聚合度树脂。
高聚合度 PVC 树脂 ( HPVC )一般指平均聚合度在 1 700 以上的PVC 树脂。
特性: H PVC 除保持普通 PVC 树脂的特性外 ,还具有强度高、回弹性好、压缩永久变形性小、耐候、耐老化、耐疲劳、耐磨和蠕变性小等优点 ,而且其制品具有一定的消光作用。
用途:HPVC 非常适合应用于需要具有高强度和高模量的领域,其作为热塑性弹性体的原料 ,可制作橡胶和其他热塑性弹性体的替代品,主要用于生产汽车密封条、内饰、变速杆套管等。
HPVC 优异的高弹性和耐低温性能 ,使其目前在市场上已经广泛应用于医用输液管、输血袋等领域。
生产方法:HPVC 的生产方法可分为悬浮法、乳液法和混合法 ,并以悬浮法为主。
目前悬浮法 HPVC 主要生产工艺为低温法:该产品具有易塑化、凝胶含量无波动、加工性能稳定、增塑剂吸收量高、颗粒均匀等特点 ;交联法 ,该产品具有消光性能好、压缩永久变形性小等特点。
国内外生产情况:目前 ,国外 HPVC 有百余种牌号 ,国内进口的产品主要来自日本的信越公司、住友化学公司 ,韩国的 LG 化学公司、韩华公司 ,美国的普立万 ( Po ly2One)公司等。
PVC复合材料应用研究进展摘要:随着科学技术的发展,PVC成为继实木、钢铁、铝合金等之后的一种新型建筑材料,受到人们的青睐,其制品广泛应用于建材行业中,且全球对PVC的总体需求量也逐年增长。
PVC树脂是极性非结晶型高聚物,具有阻燃、耐化学性高、电绝缘性好、价格便宜等优点。
硬质PVC抗拉、抗弯抗冲击性能较好,软质PVC 的断裂伸长率、耐寒性较好,但存在冲击性能差、耐热性差等问题,因此需要经过改良才能使用,改性提升后的PVC复合材料可根据不同特性应用于不同领域。
关键词:PVC;复合材料;应用引言聚氯乙烯(PVC)是世界五大通用树脂之一,由于其廉价易得且具有良好的阻燃性、耐腐蚀性、耐酸碱性及力学性能等优点,在生活中随处可见到PVC制品的应用。
然而硬质聚氯乙烯塑料的冲击性能差、耐热性不佳和可加工性不良,因此,如何发挥其不同方面的优势使其应用于不同领域,是PVC塑料工程化的热门。
1PVC复合材料的特点1.1使用寿命长PVC复合材料整体性能好,在施工过程中长时间浸泡在水中也不会吸收水分发生分层和变形,出厂投入使用后的周转次数可达到30次以上。
除此之外,PVC 复合材料的表面硬度也较高,在使用过程中不易凹陷和损坏,表面平整光滑,具有良好的综合性能。
而且,PVC复合材料表面硬度高、韧性好,在极寒或高温地区均可使用。
PVC复合材料还可任意组合,能承受多种施工荷载。
1.2物理性能良好PVC复合材料的主要材料为聚氯乙烯,加工成型后模板表面较光洁平整,且该模板的使用温度区间较长,可以在-20~60℃使用,不会发生变形等情况。
同时由于其表面的光洁性,在混凝土凝固后模板不会与混凝土黏结,脱模过程中无需使用脱模剂就可顺利脱模。
建筑环境通常较为潮湿,混凝土中含有氯盐等成分,会对钢材料模板造成一定的腐蚀,而PVC复合材料具有较强的耐腐蚀性,可在阴雨天等恶劣环境中使用,有效解决了其他模板被腐蚀的问题。
1.3施工方便因为PVC复合材料表面较光滑,所以在使用PVC复合材料过程中对建筑物不需要进行二次抹灰就可直接施工;PVC复合材料的密度较其他材料的模板小,工人在施工过程中较轻松;该模板的可塑性较强,可以根据现场建筑工程的要求对模板进行锯、刨或是以模块的形式拼接起来等加以调整,来简化模板的支撑体系和施工过程。
阻燃pvc燃烧实验报告1. 引言PVC(聚氯乙烯)是一种常见的塑料材料,具有良好的机械性能、耐腐蚀性和电绝缘性,广泛应用于建筑、电气、汽车等领域。
然而,由于PVC在火灾中易于燃烧且释放出有毒气体,这给人们的生命财产安全带来了潜在威胁。
为了改善PVC的燃烧性能,阻燃剂被添加到PVC中以减缓其燃烧速率。
本实验旨在评估阻燃剂对PVC燃烧性能的影响。
2. 实验方法2.1 实验材料- PVC样品:从市场上购买的不同厂家生产的阻燃PVC板材。
- 阻燃剂:市场上常用的阻燃剂。
- 实验仪器:燃烧试验设备、热像仪、燃烧用氧气供应系统等。
2.2 实验步骤1. 制备PVC样品:将PVC板材按照指定尺寸切割为试样。
2. 添加阻燃剂:将阻燃剂按照一定比例混合均匀,将混合物涂覆在PVC样品表面。
3. 实验参数设定:根据标准实验要求,设置燃烧实验的温度、气流速度等参数。
4. 点燃试样:用点火器点燃试样,开始记录燃烧过程。
5. 观察和记录:使用热像仪观察和记录试样的温度变化,同时记录燃烧过程、燃烧时间等相关数据。
6. 数据分析:对实验结果进行分析,并比较不同阻燃剂对PVC燃烧性能的影响。
3. 实验结果与讨论经过多次实验的记录与观察,我们得出以下结论:1. 阻燃剂能有效降低PVC的燃烧速率。
与未添加阻燃剂的PVC试样相比,添加阻燃剂的PVC试样燃烧时间明显延长,燃烧速率减慢。
2. 阻燃剂能改善PVC的抗燃烧特性。
添加阻燃剂的PVC试样在燃烧过程中产生的有毒气体明显减少,对人体健康的危害降低。
3. 不同的阻燃剂对PVC燃烧性能的影响有差异。
有些阻燃剂能够显著提高PVC 的燃烧性能,而另一些阻燃剂的效果较差。
通过进一步的实验与测试,我们可以深入研究各种阻燃剂的性能以及最佳添加比例等方面,以提高阻燃PVC的性能。
4. 结论阻燃剂的添加能够显著提高PVC的燃烧性能,减缓燃烧速率,并降低产生有毒气体的数量。
然而,不同的阻燃剂对PVC的影响有所差异,需要进一步研究来确定最佳阻燃剂以及添加量。
Pvc的阻燃与抑烟黄某某某某某大学 07级材料化学摘要 :聚氯乙烯,即pvc材料从涉足阻燃耐火领域以来,取的了一些重大突破,综述了近几十年来PVC 阻燃抑烟方面的研究成果,对PVC 阻燃抑烟体系的种类及特点、阻燃抑烟机理、评定指标、分析测试方法进行了总结和评述,同时对PVC 阻燃抑烟体系今后的研究方向做了展望。
关键词:聚氯乙烯;阻燃;抑烟;进展概述PVC 因加工性能良好、价格低廉,被广泛应用于工业、农业、交通、建筑、通讯、医疗卫生等各领域,如工业零配件、蓬布、水管、塑料门窗、电缆保护套、医用制品等。
正因为其用量巨大且应用领域还在不断拓展,人们对PVC 的性能提出了更高的要求。
其中PVC 的阻燃和抑烟问题就一直是一个方兴未艾的研究热点。
过去,人们一直将PVC 视为不可燃材料,但事实并非如此,在剧烈条件下, PVC 不仅能够顺利燃烧,而且燃烧时还能产生浓烟,这些浓烟含有大量有毒有害气体(如一氧化碳、苯类、氯化氢等) ,这就形成了严重的火灾隐患。
美国的统计表明,在一些火灾事故中, PVC 等高分子材料燃烧产生大量有毒烟雾,因吸入这些毒烟而窒息致死的人数往往占死亡人数的一半以上,如1972 年5月13 日,日本大阪7 层的“千日”百货大楼火灾死亡118 人,其中毒烟致死93 人,约占死亡人数80 %。
此外,浓烟还极大地妨碍了消防救助工作的展开,使更多的人无法得到及时的援助、逃离火海、避免伤亡。
如1980 年6 月23 日,美国纽约42 层的“韦斯特威克”大楼火灾死亡137 人,火灾现场竟有125 名消防队员被毒烟熏倒。
在享受各种新材料带给我们更加美好生活的同时,如何尽可能地解决好使用安全性问题是每一个材料领域工作者义不容辞的责任。
为解决PVC 的使用安全性问题,研究者在过去的30 年间对PVC 的阻燃和抑烟问题进行了广泛深入的研究,见诸文献的非常多。
d各位学者根据各自的实验数据,提出了多种阻燃抑烟体系,并建立了相应的化学模型,同时还形成了不同的阻燃抑烟理论。
这些理论,有的已在实际应用中取得了良好的指导效果。
本文即是在对这些文献进行整理的基础上,就PVC 阻燃抑烟体系的种类及特点、阻燃抑烟机理、评定指标、分析测试方法进行总结和评述,同时对今后PVC 阻燃抑烟体系的研究方向做了展望。
1·PVC 阻燃抑烟剂的种类及特点对于PVC 体系,同时具有阻燃抑烟双重效果的助剂主要有:金属氧化物、锌系化合物、铁系化合物、铜系化合物、钼系化合物和复合物等。
所有这些阻燃抑烟剂均以掺混的形式加入PVC 体系中,即均为外添型阻燃抑烟剂。
1. 1 金属氧化物阻燃抑烟剂金属氧化物(MxOy ) 是目前使用最多、最有效的PVC 阻燃抑烟剂,分为酸性、碱性与两性3大类。
不同类型的金属氧化物对PVC 热解历程有不同的影响,从而产生不同的阻燃抑烟效果。
通常在PVC/ MxOy 体系的燃烧过程中, 酸性MxOy 促进Cl 原子重组;碱性MxOy 阻碍Cl 原子重组(Cu、Zn、Zr 元素的金属氧化物除外) ; 两性MxOy 介于上述两种情况之间。
MxOy 能有效提高体系的氧指数,降低烟密度,增加成炭量;使热解产物中芳香族挥发分比例减少,脂肪族挥发分比例增加。
比较而言,过渡金属氧化物的阻燃抑烟效果最好。
对于金属氧化物的阻燃抑烟规律,石西昌等曾作过尝试性研究[4 ] ,他们从PVC/ 金属氧化物体系在燃烧过程中的最大烟密度( Dm) 与金属元素的族序数的关系入手,得出如图1、2 所示的结果。
由图1 、2 可见,尽管规律性不强,但仍给我们一定的启示:不同的金属氧化物,其抑烟效果有很大的差异。
1. 2 锌系化合物阻燃抑烟剂能用于PVC 阻燃抑烟的锌系化合物主要为硼酸锌(2ZnO·3B2O3·3.5H2O) 。
最早大量用于PVC 的阻燃剂为三氧化二锑(Sb2O3) [9~10 ] ,但进一步的研究发现,三氧化二锑目前市售品种有: 美国Borax 公司的Fire2brake ZB 系列,Climax 公司的ZB 系列等。
1. 3 铁系化合物阻燃抑烟剂铁的许多有机或无机化合物均为PVC 良好的阻燃抑烟剂, 主要包括: FeOOH、二茂铁、Fe2O3 、FeCl3 及FeCl2 等。
这类阻燃抑烟剂的主要特点如下: (1) 能显著提高该体系的氧指数,降低烟密度,提高成炭量;(2) 能提高体系的热稳定性,降低体系的最大热释放速率,提高机械强度,改善加工性能,但对结晶性能有不良影响; (3) 气相和液相两相反应; (4) 挥发性强; (5) 色重。
在PVC 燃烧中的行为模式:无论哪种形式的铁系化合物,在与PVC 脱出的HCl 反应后,首先均生成第一步反应中心作用物FeCl3 ;继续反应生成第二步反应中心作用物Fe2O3 ;成烟结束后均变为αFe2O3 。
1. 4 铜系化合物阻燃抑烟剂用作PVC 阻燃抑烟体系的铜系化合物主要有:Cu、CuO、Cu2O 和Cu (COOH) 2 等。
这类阻燃抑烟剂的主要特点: (1) 十分有效地抑制了烟的生成和提高体系的阻燃性能; (2) 使体系脱HCl 以及交联反应均提早发生,并且成炭量大大增加; (3) 使热解气相产物中芳香族产物比例减少,脂肪族产物比例增加; (4) 典型的凝聚相反应; (5) 在体系热解过程中,中心作用物为Cu + 。
1. 5 钼系化合物阻燃抑烟剂用作PVC 阻燃抑烟体系的钼系化合物主要有氧化钼(MoO3 ) 、钼酸镍、钼酸锌、钼酸钙、八钼酸铵等,其中研究最多的是氧化钼。
氧化钼主要特点如下:(1) 能有效地提高体系的阻燃性能并抑制烟的生成。
(2) 其气相反应不重要,阻燃抑烟主要是按照凝聚相反应与异相反应机理进行。
(3) 对残炭的氧化作用对于烟密度的降低很重要。
目前市售品种有: 美国Climax 公司的U -POL 、AoM 等。
1. 6 复合物类阻燃抑烟所谓复合物,即指那些具有协同效应的阻燃抑烟剂,按一定比例混合后,作为一个整体加入PVC 体系中,起阻燃抑烟作用。
已为实验所证实的复合物有:钼化合物/ Sn2O3 、硼酸锌/ Sn2O3 、硼虽然有良好的阻燃作用,但在燃烧过程中易发生气化、产生大量的烟,并且三氧化二锑有较大的毒性,故综合效果不好。
硼酸锌是人们最早寻找到的综合效果好、性价比高的几种替代品之一。
2 作用机理关于各种阻燃抑烟剂的作用机理,目前主要有两种不同的理论,即:Lewis 酸机理和还原偶合机理。
2. 1 Lewis 酸机理这一机理最早由Lawson 提出,后经Bell 实验室的Edelson 和Starnes 以Michel 、Carty 等人进一步证实。
该机理认为:在PVC 燃烧过程中,阻燃抑烟剂作为Lewis 酸,具有如下几方面的作用:一方面,促使PVC 脱去HCl ,脱出的HCl 具有很好的阻燃性;另一方面,促使PVC 脱HCl 后以生成反式多烯结构为主,反式结构不能环化生成苯;再者,促进分子间发生交联和炭化反应,从而破坏由顺式多烯结构生成苯的可能性。
目前偏重于以此机理为解释依据的主要有锌系和铁系化合物2. 2 还原偶合机理这一机理由原B. F. Goodrich 公司的Lattimer和Kroenke 等人最早提出。
该机理指出:阻燃抑烟的作用在于促使PVC 链在热降解过程中更早地脱HCl ,更早地大量交联,形成大量的炭,使热降解产物中芳香烃(特别是苯)生成量降低,从而达到阻燃抑烟的目的。
侧重于以此理论为解释依据的有铜系和钼系化合物3 评定指标目前对阻燃抑烟体系好坏的评定指标主要有以下几种:(1)氧指数所谓氧指数(OI) 或极限氧指数(LOI) 是指在试验条件下刚刚能维持继续燃烧所需的最低氧浓度,即氧在其与氮的混合气体中的最低体积分数,计算式如下:OI=[O2 ][O2 ] + [N2 ] ×100 ,式中: [O2 ]为试验时的氧气流量;[N2 ]为试验时的氮气流量。
国内具体执行的标准一般是ASTM 2863 和GB 2406 。
氧指数是目前评定材料可燃性或阻燃性最常用的方法。
(2) 烟密度对发烟量的评定,主要以材料在一定条件下燃烧所产生的最大烟密度( Dm) 为衡量标准,试验方法通常按ASTM - E 662 进行,即:光测法。
其原理如下:光束通过烟密度箱内的烟层,光强度衰减规律符合朗泊- 比耳(Lamber - Beer) 定律。
试样在密闭箱内暴露于有焰燃烧和无焰燃烧的条件下,利用垂直光路的测光系统来测量透光率( T) 的变化。
然后利用所测得的不同透光率来计算烟雾达最大值时的比光密度( Dm) :Dm = 132·lg100Tm,式中: Dm 为烟雾达最大值时的比光密度;Tm 为烟雾达最大值时的透光率。
(3) 成炭量成炭量是指试样在一定条件下燃烧后,残余炭化物与试样原始质量的比值,计算式如下:成炭量=W2W1×100 % ,式中: W1 为试样燃烧前的质量;W2 为试样燃烧后的质量。
此外,利用锥形量热仪,还可以给出平均热释放速率(RHR) 、平均比消光面积(SEA) 点燃时间、平均有效燃烧热、总燃烧释放热和CO、CO2 平均生成量等指标参数。
因该仪器使用并不普遍,所以,只在有条件的地方要求测定这类指标。
4 分析测试方法对于PVC 阻燃抑烟体系的研究,目前所采用的分析测试方法主要有: TG/ DCS、IR、NMR、UV、GC - MS 以及化学分析等。
TG/ DSC 主要用于体系的热稳定性分析; IR、NMR、UV 主要用于结构分析; GC - MS 主要用于热解产物的分析鉴定;化学分析主要用于中间产物的分析鉴定。
5 评述(1) 种类目前只有外添型阻燃抑烟剂,这类产品使用方便、工艺简单,但往往存在添加量大、稳定性差(如铁系阻燃抑烟剂易迁移和挥发) 等缺点。
另一类将阻燃抑烟剂键合于PVC 大分子上,使体系具有良好的加工性能、使用性能和较高的稳定性。
但键合型阻燃抑烟产品尚未见报道。
(2) 机理根据现在的测试方法,目前对机理研究所依据的主要实验数据均来自于对气相降解产物的分析,缺乏对凝聚相直接进行测定的实验数据。
有人也曾在这方面做过一些努力,如Brauman (1981年) 用NMR 方法对凝聚相中的可溶物部分进行过结构分析探索[46 ] ;涂洪斌(1994 年) 利用XPS技术对存在于凝聚相中的阻燃抑烟剂的金属离子__(3) 标准目前使用的评定标准不能准确而充分地表述一个体系阻燃抑烟的效果。
以成炭量指标为例,研究表明: 金属氧化物能促使残炭生成CO2 和CO ,这是其抑烟作用的一个重要组成部分,这显然要使成炭量减少;而通常成炭量小又被视为该品种抑烟效果差的标志,这显然十分矛盾。