高速列车车厢用减振降噪材料的热解及燃烧特性研究

使用热重-差热分析仪研究氮气气氛中、不同升温速率下高速列车车厢用减振降噪的红磷阻燃丁基橡胶(RP/IIR)复合材料和氢氧化铝阻燃丁基橡胶(ATH/IIR)复合材料的热解特性，采用Kissinger法获得热解动力学参数；使用锥形量热仪研究不同热辐射强度下两种材料的燃烧特性，采用轰燃倾向指数、放热指数和发烟指数评价潜在火灾危险性。结果表明：两种材料的热解反应均为3个阶段，ATH/IIR复合材料的初始分解温度、终止分解温度、最大失重速率温度、残余量、平均表观活化能均高于RP/IIR复合材料的相应值，而质量损失率、热释放速率、产烟速率均小于RP/IIR复合材料的相应值，3个评价指数也一致较低。综合对比，ATH/IIR复合材料具有更好的热稳定性和更小的潜在火灾危险性。     

氨基树脂型膨胀阻燃剂处理软质聚氨酯泡沫塑料的阻燃性能

首先合成了两种氨基树脂型膨胀阻燃剂(简称FR)并应用于软质聚氨酯泡沫塑料(简称SPUF),所得阻燃SPUF采用热重分析、锥形量热仪研究其热解、阻燃性能,并用Kissinger方程计算SPUF的动力学参数热解活化能的变化,结果发现,阻燃SPUF的热量释放、烟气、CO和CO2排放大大降低,剩炭率增加,添加质量分数30%的阻燃剂可使材料氧指数(LOI)达27左右,有较好的阻燃效果,并根据其对力学性能的影响选出了适宜的SPUF阻燃剂。阻燃SPUF热解活化能降低~50 kJ/mol,表明阻燃剂对SPUF的热解具有催化成炭作用。     

微胶囊阻燃剂处理ABS的阻燃机理

用三聚氰胺-甲醛预聚物对CuO、Al(OH)3、Al2O3进行包覆制得微胶囊阻燃剂。采用热重分析、锥形量热分析研究添加阻燃剂的ABS的热解行为,从热量释放、烟气、CO和CO2排放等参数表征其阻燃性能,并用Kissinger方程计算ABS的动力学参数热解活化能的变化。结果表明,CuO微胶囊处理ABS热解反应活化能升高,阻燃主要在于CuO微胶囊提高了ABS热稳定性;Al(OH)3微胶囊主要通过脱水吸热对抑制发烟量效果明显;Al2O3微胶囊对ABS的热解具有催化成炭作用,使材料的热解活化能大大降低。     

含磷腈环氧树脂阻燃和热解动力学

采用热重(TG)和微商热重(DTG)实验分析技术,分别对自制的六-对氨基苯氧基环三磷腈(PNH)和4,4’-二氨基二苯甲烷(DMA)为E51型环氧树脂的固化剂,研究了在氮气和空气氛围中2种环氧树脂的阻燃特性和热解动力学;运用Achar法和Coats-Redfern法建立了二者的热裂解动力学模型,得到了2种体系的动力学表观活化能和指前因子。研究表明,与不含磷环氧树脂相比,磷腈固化的环氧树脂更易发生热裂解,而在高温阶段却明显具有阻燃特性;磷腈固化的环氧树脂裂解后期残炭量较高,其活化能与其阻燃机理有关:即表观活化能越大阻燃性越强。     

无卤阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料研究进展

硬质聚氨酯泡沫(RPUF)因具有低密度、低导热系数等优点,广泛应用于建筑保温、轨道交通等多个领域.然而其存在极易燃且燃烧过程放出大量有毒气体和烟雾等问题,使用中存在很大的火灾安全隐患,需要对其进行阻燃处理.随着人们环保和健康意识的提高,卤系阻燃剂由于在燃烧时释放出卤化氢腐蚀性气体,产生有毒致癌物质(如多溴代二苯并二噁英(PBDD)),已被欧盟RoHS指令及联合国环境署发布的《斯德哥尔摩公约》等法律法规限制或禁用.因此,新型环保型无卤阻燃剂的研发和应用亟需得到发展.近年来,无卤含磷、含氮阻燃剂、无机纳米粒子、膨胀型阻燃剂等多种阻燃体系均被用于RPUF阻燃改性研究.本文依据RPUF的应用性能与燃烧降解特性,从添加型、反应型和纳米复合型阻燃剂三方面,概述了近年来国内外阻燃RPUF复合材料的发展现状与阻燃机制,并展望了高效、无卤、绿色环保的反应型阻燃剂与生物基阻燃聚氨酯的合成研究在实现无卤高效阻燃聚氨酯中的发展趋势.     

阻燃型木塑复合材料热解燃烧特性及产物研究

以改性天然碳水化合物结合碱式硫酸镁晶须(MHSH)混杂纤维为协效剂,结合膨胀阻燃剂(IFR)制备了阻燃型聚丁二酸丁二醇酯(PBS)木纤维复合材料。利用极限氧指数和垂直燃烧测试研究了复合材料的阻燃性能,并采用TG/DTA-MS对复合材料的热解过程、吸放热量和热解燃烧气体产物进行了分析。结果表明,5%的木薯渣作为碳源代替PBS提高了材料的阻燃性能。IFR/木薯渣/MHSH阻燃剂能够有效提高PBS的燃烧初始温度,并缩小燃烧温度范围。阻燃材料燃烧时,首先是IFR受热分解产生不可燃气体氨气在材料表层形成第一层阻燃保护层;其次,材料迅速燃烧产生的炭层形成第二层阻燃保护层;最后,在高温段MHSH分解形成第三层协效阻燃保护层。因此,最终形成了由外层不可燃气体氨气和内层天然碳水化合物MHSH膨胀炭层构成的气-固阻燃屏障,从而有效地提高了复合材料的阻燃性能。     

不同基材聚氨酯泡沫的热稳定性和燃烧性能研究

采用三官能度的四种分子量的聚醚多元醇(300、500、1000和3000)与异氰酸酯(PM200)“一步法”全水发泡制备聚氨酯泡沫(PUF)。采用热重分析、Flynn-Wall Ozawa法、锥形量热仪和烟密度分析了不同分子量对PUF热稳定性和燃烧性能的影响。结果表明，随着聚醚多元醇分子量的增加，材料的活化能先增大后减小。使用1000分子量聚醚多元醇制备的PUF具有最高的活化能和最佳的热稳定性，最低的峰值放热率(469kW/m²)和烟密度(51.3),这一测试有助于探索阻燃泡沫的固有燃烧行为。     

含磷纳米复合物/聚氨酯弹性体复合材料的制备与阻燃性能EI北大核心CSCD

将自制的DOPO-MMT纳米复合物添加到聚氨酯弹性体中,得到新型聚氨酯弹性体复合材料。并分别与添加了DOPO、蒙脱土(MMT)和DOPO与MMT的物理混合物等的3种体系的阻燃效果作了对比研究,探讨了各体系的阻燃性能及阻燃机理。研究表明,使用纳米复合的DOPO-MMT阻燃剂,阻燃效果要明显优于单独添加DOPO、MMT和物理混合的DOPO和MMT阻燃剂。这是因为DOPO-MMT在聚氨酯中实现了MMT纳米级别的分散,DOPO的气相阻燃和MMT的凝聚相阻燃共同作用抑制了燃烧过程,使得聚氨酯复合材料的UL-94垂直燃烧达到V-2级别,锥形量热测试中有最低的热释放速率和热释放量,材料获得了良好的阻燃效果。     

含磷纳米复合物/聚氨酯弹性体复合材料的制备与阻燃性能

将自制的DOPO-MMT纳米复合物添加到聚氨酯弹性体中,得到新型聚氨酯弹性体复合材料。并分别与添加了DOPO、蒙脱土(MMT)和DOPO与MMT的物理混合物等的3种体系的阻燃效果作了对比研究,探讨了各体系的阻燃性能及阻燃机理。研究表明,使用纳米复合的DOPO-MMT阻燃剂,阻燃效果要明显优于单独添加DOPO、MMT和物理混合的DOPO和MMT阻燃剂。这是因为DOPO-MMT在聚氨酯中实现了MMT纳米级别的分散,DOPO的气相阻燃和MMT的凝聚相阻燃共同作用抑制了燃烧过程,使得聚氨酯复合材料的UL-94垂直燃烧达到V-2级别,锥形量热测试中有最低的热释放速率和热释放量,材料获得了良好的阻燃效果。     

煤沥青粉填充氯醋/聚氨酯复合材料的热特性

采用差示扫描量热分析(DSC)、热重分析(TG)研究了煤沥青粉填充氯醋/聚氨酯复合材料的玻璃化转变温度、粘流温度及热分解特性,在氮气氛下以不同升温速率讨论并计算得热解动力学相关参数及热解速率经验方程式。结果表明,煤沥青粉填充氯醋/聚氨酯弹性体复合材料的玻璃化温度为-46℃,粘流温度为145℃,其耐热特性与氯醋/聚氨酯材料基本一致。该复合材料热降解分两阶段,活化能E为(97.9±1.1)kJ/mol(、229.8±3.9)kJ/mol,反应级数n为1.2和0.9。