季戊四醇磷酸酯/尿素改性酚醛泡沫的性能研究

以苯酚、甲醛为原料,尿素和季戊四醇磷酸酯（PEPA）为改性剂,制备了一系列的季戊四醇磷酸酯/尿素改性酚醛泡沫（PEPA/UMPF）. 利用热重分析、极限氧指数、扫描电镜和万能试验机对改性酚醛泡沫材料的结构和性能进行了测试和表征. 结果表明,PEPA/UMPF的热稳定性和阻燃性显著提高,仅仅加入质量分数1%的PEPA和尿素,氧指数值就增加了14%. 当加入质量分数5%的PEPA和尿素时,酚醛泡沫的压缩强度和冲击强度分别提高了0.09 MPa和0.53 kJ·m-2. 同时,改性泡沫的粉化率和吸水率下降,泡孔结构致密厚实并且分布均匀.     

阻燃聚酰胺6的制备及性能研究

以聚酰胺6(PA6)/季戊四醇磷酸酯(PEPA)(质量比为95∶5)预混物为原料,聚磷酸铵(APP)为添加剂,经双螺杆熔融共混制备PA6/PEPA/APP共混物.通过差示扫描量热仪(DSC)、热失重分析仪(TGA)、极限氧指数仪(LOI)、垂直燃烧测试(UL-94)、锥形量热仪(CONE)来表征共混物的结构与性能.结果表明:以PA6/PEPA预混物为基体,APP添加量以质量分数计为10%时,共混物的LOI值由21%提高到25%;当APP添加量以质量分数计为25%时,共混物的最大热释放速率和总热释放量分别下降了44.3%和20.2%,最大质量损失速率下降了44.1%,残碳质量由2.7%增加到17.6%,提高了PA6的阻燃性能.     

阻燃剂PTA的制备以及在腈纶上的应用研究

以季戊四醇磷酸酯(PEPA)、三乙醇胺(TEA)为原料,对甲苯磺酸为催化剂,甲苯为带水剂,合成了多组分膨胀型阻燃剂(PTA).以腈纶织物的垂直燃烧损毁炭长为考察指标,考察了三乙醇胺与季戊四醇磷酸酯的质量比、反应时间、催化剂用量、阻燃剂浓度、焙烘温度、焙烘时间等因素对织物损毁炭长的影响.确定了最佳反应条件:m(TEA)m(PEPA)=1.7 1,催化剂用量为季戊四醇磷酸酯和三异丙醇胺总质量的1%,反应温度为136℃,反应时间4 h;在阻燃剂浓度为250 g·L-1、150℃的条件下焙烘2 min,阻燃腈纶织物的阻燃效果显著,达到B1级.     

软质聚氨酯泡沫热释放抑制策略综述

软质聚氨酯泡沫被广泛用作飞机、汽车座椅的坐垫,以及家具的垫材等,然而其较低的分解温度、较高的碳氢含量和开孔率,使其易燃性强、火灾威胁大,一旦燃烧,热释放速率极高,难以同时实现对其火焰蔓延和热释放的抑制。本文详细综述了软质聚氨酯泡沫的燃烧分解规律、气相阻燃、凝聚相阻燃和涂层阻燃策略,并深入分析了3种阻燃策略的作用机理及其抑制火焰蔓延和热释放的贡献,最后从聚氨酯结构改性和表面处理的角度对阻燃软质聚氨酯泡沫的可持续发展方向提出了展望。     

船舶燃油火灾特性参数试验研究

针对舰船消防战术决策缺少大量定量理论数据问题,通过ISO9705试验平台、水浴油池和测试系统,采用氧消耗原理法,分别测量了0.1 m2和0.2 m2船舶燃油火灾的热释放速率、温度和热辐射强度值,研究燃油的初始温度与热释放率、燃烧时间、辐射强度及燃烧温度值之间的关系。试验发现,0.2 m2燃油火比0.1 m2燃油火的燃烧时间短450 s,平均热释放率增大140 k W,在1倍直径处的辐射强度增大约5 k W/m2,平均温度增加约70℃,根据已有数据可以测算10 m2油池的热释放速率约为20.2 MW。试验研究方法对于舰船消防战术中如何控制火灾蔓延及降低火灾危险度具有重要的理论参考价值。     

锥形量热法研究可膨胀石墨对微孔聚氨酯弹性体的阻燃作用

采用锥形量热法(CONE)研究可膨胀石墨(EG)的添加量对微孔聚氨酯弹性体(MPUE)阻燃性能的影响。结果表明:EG的加入可以显著降低MPUE材料燃烧时的热释放速率和生烟速率。在燃烧到200s时,热释放速率峰值为88.6kW·m~(-2),生烟速率为129.7m~2·s~(-1),与未阻燃的MPUE材料相比分别下降了67%和22%。抑制热量释放效果显著,抑烟效果较为明显。EG受热形成的致密碳层降低了热释放速率。     

成核剂含量对酚醛泡沫性能的影响

在酚醛发泡过程中加入不同含量的纳米白炭黑作为成核剂,研究加入不同含量纳米白炭黑对酚醛泡沫密度、吸水率、压缩强度的影响.随着成核剂含量的增加,酚醛泡沫的密度下降,在质量分数为2%时密度达到最小,比未改性泡沫下降了0.01 g/cm3;吸水率是间接考察泡沫泡体结构的宏观表现,成核剂增加,异象成核现象明显,所以,吸水率下降,在质量分数为3%时吸水率最低;因为成核剂属于无机粒子,所以它的加入会提高泡沫的压缩强度,当成核剂质量分数在2%时,压缩强度达到最大,而随着含量继续增加,压缩强度又下降,在质量分数为3%时达到最小;通过氧指数测试可知:成核剂含量的增加并未大幅度改善氧指数;通过TG-DTG分析可知:改性后的酚醛泡沫耐热性能没有下降.     

ABS/PA6合金的无卤膨胀性阻燃研究

以聚磷酸铵(APP)为酸源, 利用ABS/PA6合金中PA6为炭源对ABS/PA6合金进行膨胀型阻燃研究,探讨了不同成炭协效剂与APP复配对合金阻燃性能的影响,这些成炭协效剂包括季戊四醇笼状磷酸酯(PEPA),热塑性酚醛树脂(TPPFR),环氧树脂(E-44)和分子筛4A. 结果表明,PA6具有较好的成炭作用, 当APP含量为25%时,阻燃合金体系的极限氧指数可达29,UL-94测定达V-1级别,APP含量为35%时,UL-94测定达V-0级别.而以5t%的季戊四醇笼状磷酸酯(PEPA)或环氧树脂(E-44)与20%APP复配, 或以3%分子筛4A与22%APP复配都可以大大提高体系的阻燃性能和高温下的残炭量, 使阻燃体系氧指数达到30以上, UL-94测定达V-0级别. SEM形貌分析显示体系燃烧表面都形成了膨胀、均匀、致密的炭层结构.     

ABS/PA6合金的无卤膨胀型阻燃研究

以聚磷酸铵(APP)为酸源, 利用ABS/PA6合金中PA6为炭源对ABS/PA6合金进行膨胀型阻燃研究,探讨了不同成炭协效剂与APP复配对合金阻燃性能的影响,这些成炭协效剂包括季戊四醇笼状磷酸酯（PEPA）,热塑性酚醛树脂（TPPFR）,环氧树脂（EP）和分子筛4A。 结果表明,PA6具有较好的成炭作用, 当APP含量为25%时,阻燃合金体系的极限氧指数可达30,UL-94测定达V-1级别,APP含量为35%时,UL-94测定达V-0级别。而以5wt%的季戊四醇笼状磷酸酯（PEPA）或环氧树脂（E-44）与20wt%APP复配, 或以3 wt%分子筛4A与22wt%APP复配都可以大大提高体系的阻燃性能性和高温下的残炭量, 使阻燃体系氧指数达到30以上, UL-94测定达V-0级别. SEM形貌分析显示体系燃烧表面都形成了膨胀、均匀、致密的炭层结构。     

三聚氰胺增韧酚醛树脂的合成及其泡沫的研究

研究在合成阶段加入不同量的三聚氰胺改性酚醛树脂,将改性酚醛树脂制备成改性酚醛泡沫.并通过红外光谱仪、微机控制电子万能实验机、偏光显微镜、氧指数测定仪等仪器进行对比分析.实验表明:改性后的酚醛泡沫的力学性能均有所提高,而游离甲醛含量下降,氧指数升高.其中三聚氰胺质量分数为4.5%时最佳.     

热释放率对单室开口中性面影响程度的数值模拟

单室火灾的研究一直是建筑火灾研究的重点,文章运用火灾模拟软件FDS对ISO9705标准房间火灾进行了模拟研究.讨论了火源为不同液体反应物时,不同燃料的燃烧表面积与单位面积热释放率的关系,结果表明FDS模拟单位面积的热释放率受网格粗细的影响并随燃烧表面积的增加而逐渐趋于稳定;将开口处温度、速度曲线和Steckler的实验结果进行比较分析,表明模拟结果曲线与实验结果曲线符合较好;改变热释放率的大小,分析开口处的流动特点,通过对理论计算结果与模拟结果进行分析表明,开口处中性面高度随火源热释放率的增加而逐渐降低.     

普通可燃性装饰材料燃烧特性的实验研究

对实际火灾过程中可燃性装饰材料(窗帘布、三合板、五合板和木板块)燃烧时的热释放速率、质量损失速率和着火时间与材料的几何尺度、外界加热辐射热流强度之间的关系进行了研究。结果表明,着火时间随加热强度增加而减少,且在低加热强度下的递减速度较快,在较高加热强度下变化不大;薄体材料(窗帘布)的热释放速率呈单峰状,且随着辐射热流强度增加,热释放速率峰值先增加后减小,质量损失速率逐渐减小;厚体材料(三合板、五合板和木板块)的热释放速率和质量损失速率呈双峰状,低加热强度下第1个峰值比第2个峰值大,高加热强度下第2个峰值比第1个峰值大,2个峰值差值也增大;较高辐射热流强度下出现可燃物表面碳化,可导致热释放速率和质量损失速率降低。     

玻纤增强阻燃共聚尼龙66复合材料的阻燃性能研究

采用双螺杆挤出机,将玻纤(GF)、玻纤分散润滑剂(TAF)、抗氧剂等添加到阻燃共聚尼龙66(FRPA66)中制备了玻纤增强阻燃共聚尼龙66(GF/FR-PA66)新型复合材料。通过场发射扫描电镜(SEM)、热重分析仪(TGA)、氧指数仪及垂直燃烧仪,研究了玻纤在阻燃尼龙66基体中的分散性、复合材料的热稳定性、阻燃性及残炭形貌。结果表明:随着含量的增加,玻纤在复合材料中的分散性越好,提高了复合材料的热稳定性,但降低了氧指数和垂直燃烧等级;与FR-PA66相比,添加25%玻纤的GF/FR-PA66残炭表面炭层疏松、致密度减小,炭层的隔氧、隔热作用降低。     

膨胀阻燃剂的合成及对聚丙烯的阻燃

设计、合成并表征了新型三源(气源、炭源、酸源)一体膨胀阻燃剂(MPPEA),研究了MPPEA对聚丙烯(PP)的热性能及阻燃性能的影响。通过红外(FTIR)、热重分析(TGA)对其中间体和终产物进行了结构分析。将其与聚丙烯(PP)熔融混合制备阻燃PP,利用TGA、极限氧指数(LOI)、垂直燃烧(UL-94)、锥形量热法,研究了复合材料的热降解行为和燃烧性能。结果表明,"三源一体"膨胀阻燃剂MPPDA成功合成且具有良好的热稳定性;与纯PP相比,加入少量MPPDA可有效增加PP树脂体系的热稳定性和阻燃性能;30%MPPDA/PP复合材料质量损失50%的温度可增加11.76℃;600℃的热分解残留率增加8.03%;LOI增加10.3%;热释放速率峰值降低54.38%;UL-94可达到V-1级。     

铝酸锌对水性膨胀型防火涂料的阻燃消烟实验研究

为研究铝酸锌对膨胀型防火涂料的阻燃消烟作用,以及进一步研究铝酸锌对膨胀型防火涂料的抑烟机理.文中在以聚磷酸胺、季戊四醇及三聚氰胺为膨胀阻燃体系的防火涂料中添加不同加量的铝酸锌抑烟协效剂,通过锥形量热仪测试添加铝酸锌后的膨胀型防火涂料的热释放速率(HRR)、总释热量(THR)、生烟速率(SPR)、总生烟量(TSP)等性能参数,对其进行阻燃抑烟研究.结果表明添加铝酸锌的加入不仅提升了涂料的防火性能,并且有效减少的烟气生成量,降低了CO生成量,提高了抑烟性能.当添加6%的铝酸锌时对膨胀型防火涂层抑烟效果最佳,最大热释放速率为2.90 k W/m2,生烟总量为0.7 m2.     

基于粉煤灰阻燃热塑性聚氨酯弹性体的研究

以粉煤灰为阻燃剂,通过混炼的方法制备阻燃热塑性聚氨酯弹性体复合材料,采用锥形量热仪和烟密度测试仪对复合材料的燃烧特性和生烟特性进行研究。锥形量热仪实验结果表明,粉煤灰能够使热塑性聚氨酯弹性体(TPU)复合材料的热释放速率、总热释放、炭渣质量、烟因子等参数均有显著降低。其中,含0.250%(质量分数,下同)粉煤灰TPU复合材料的炭渣质量分数为18.9%,比纯TPU的炭渣质量分数(7.1%)增加了接近1.67倍。此外,含2.000%粉煤灰的TPU复合材料,热释放速率峰值为572.9kW·m~(-2),比纯TPU的热释放速率峰值(1 137.7kW·m~(-2))降低了50%。烟密度试验结果表明,粉煤灰能够使TPU复合材料光通量、比光密度等参数降低。含0.250%粉煤灰TPU复合材料的光通量为13.0%,比纯TPU(2.36%)增加了4.5倍。     

PHBV/PBAT复合阻燃材料的燃烧性能、 力学性能及流变性能研究

采用熔融共混的方法,将MMT和聚磷酸铵基阻燃剂添加到PHBV/PBAT复合材料中,研究复合阻燃材料的力学性能、流变性能以及燃烧性能。极限氧指数和垂直燃烧结果表明,聚磷酸铵基阻燃剂的添加提高了复合材料的极限氧指数,MMT的加入使得极限氧指数进一步提高,当MMT的质量分数为1%时通过了UL-94垂直燃烧V-0级别测试。结合流变性能测试与力学性能测试表明,聚磷酸铵基阻燃剂恶化了复合材料的力学性能,而MMT提高了粉体在基体材料中的分散性能,提高了复合阻燃材料的力学性能。锥形量热测试表明,MMT的加入明显降低了复合材料的热释放速率以及产烟量。     

锥形量热计对阻燃棉织物的试验结果

利用ＣＯＮＥ２锥形量热计对阻燃及未阻燃棉织物的热释放速率、燃烧的有效热、ＣＯ／ＣＯ２比及残渣量进行了分析,试验结果表明：对比未阻燃织物,阻燃织物的热释放速率和燃烧的有效热大大降低,ＣＯ／ＣＯ２比及燃烧后的残渣量有很大提高。     

矿用防灭火凝胶泡沫的研究

为了解决煤矿自燃和瓦斯防治的难题,研制出煤矿用材料——凝胶泡沫.采用Ross-Miles法对不同发泡剂进行比较,筛选出一种使用量少、发泡能力强的凝胶泡沫用发泡剂,0.3%～0.5%的使用量发泡高度可达22cm以上.配制出成胶时间可控、凝胶强度大的胶凝剂和交联剂.实验结果表明:凝胶泡沫稳定时间长,在常温常压下10d不脱水,增加了防灭火效果的耐久性;结合凝胶和泡沫的封堵能力,能有效的阻止瓦斯从煤体中释放.通过阻化实验表明,凝胶泡沫能有效的减缓煤的氧化放热速率,抑制煤温的升高,阻化率达到62.23%,很好的抑制了CO在自燃过程中的释放量.     

Al(OH)_3/聚丙烯酸酯复合乳液的制备及其对涂层玻璃纤维网格布机械性能的影响

通过种子乳液聚合的方法,采用纳米氢氧化铝(ATH)无机改性剂,制备ATH/聚丙烯酸酯复合乳液(PA)作为玻璃纤维纤网格布的涂层。通过粒径分析、透射电镜(TEM)、热重分析(TG)和极限氧指数值(LOI)对复合乳液的结构和性能进行了表征。通过扫描电镜和电子织物强力仪对复合乳液涂层后玻纤布的表面形态和力学性能进行观察和测试。结果表明:纳米ATH粉体可以有效参与乳液聚合反应;当ATH含量为3‰时,复合乳液的固含量高,粒径分布均匀且较窄,成膜性、热稳定性均较高;该复合乳液可以在玻纤网格布上形成均匀致密的薄膜,涂层后玻纤网格布的断裂强力和LOI值均有所增大。