ZnMgAl-CO3-LDHs的沥青阻燃抑烟性能与机理分析

采用层状无卤高效抑烟剂ZnMgAl-CO_3-LDHs制备阻燃沥青,通过热重-差热分析仪、锥形量热仪和X射线光电子能谱仪研究了层状双氢氧化物(LDHs)对沥青阻燃抑烟性能的影响,并分析其阻燃机理.结果表明:掺加质量分数为2%的LDHs可使沥青燃烧的最大热释放速率、平均热释放速率和总烟释放量分别下降24.9%,14.3%和27.0%;LDHs在2%掺量下即有较好的阻燃抑烟效果,而在25%掺量下的阻燃抑烟效果提升有限;LDHs的层状结构可以在沥青燃烧初期降低沥青的失重速率,并提升残渣的完整性、致密性和抗氧化性,但LDHs的热解吸热效应并未在沥青燃烧过程中发挥明显作用.     

白炭黑对硅橡胶性能的影响

采用电子万能试验机、极限氧指数、垂直燃烧仪、同步热分析仪和锥形量热仪等,系统研究了白炭黑添加量对硅橡胶/白炭黑复合材料的力学性能、阻燃性能、热稳定性和燃烧性能的影响。结果表明：白炭黑能显著提高复合材料的力学性能,白炭黑添加40 份时,复合材料力学性能达到最佳,其拉伸强度为9.35MPa,断裂伸长率为614.7%;白炭黑能改善复合材料的阻燃性能,白炭黑量达到50 份时,复合材料极限氧指数可达25.0%;白炭黑添加能明显提高复合材料的初始热分解温度和高温成炭率,白炭黑添加量为40 份时初始热分解温度为495.4 ℃,高温残炭率为31.4%;白炭黑的添加能有效降低复合材料的热释放速率、总热释放量、总生烟量和二氧化碳生成量,对硅橡胶有较好的阻燃抑烟作用。     

无卤膨胀橡胶的阻燃性能及热稳定性

利用氧指数仪和垂直燃烧仪,研究聚磷酸铵与季戊四醇(1∶3)组成的膨胀阻燃剂(IFR)对天然橡胶阻燃性能的影响。结果表明,IFR的添加能较明显改善天然橡胶的阻燃性能,IFR质量分数达到40%时,阻燃天然橡胶的极限氧指数数值可达26.2、垂直燃烧级别达到V-0级。通过热重分析仪对比研究了天然橡胶和阻燃天然橡胶的热稳定性,结果表明IFR的添加会降低阻燃天然橡胶的热稳定性,但能提高高温下的成炭率。利用锥形量热仪研究了阻燃前后天然橡胶的燃烧行为,结果表明,IFR的添加能有效降低阻燃天然橡胶的热释放速率、总热释放量、总生烟量和二氧化碳生成量,表现出较好的阻燃抑烟作用。     

无卤膨胀阻燃聚丙烯/蒙脱土复合材料

利用极限氧指数仪和垂直燃烧仪,研究了膨胀阻燃剂(IFR)和蒙脱土(MMT)对膨胀阻燃聚丙烯(PP-IFR)和膨胀阻燃聚丙烯/蒙脱土复合材料(PP-IFRMMT)的阻燃性能的影响。极限氧指数和垂直燃烧的结果表明,IFR的添加能明显改善PP-IFR的阻燃性能,蒙脱土的添加会进一步增强PP-IFRMMT的阻燃性能,IFR和MMT存在一定的阻燃协效作用。利用锥形量热研究了所制备的PP-IFR和PP-IFRMMT的燃烧行为。结果表明,IFR的添加降低了膨胀阻燃聚丙烯的热释放速率、总热释放量、生烟速率、总生烟量、一氧化碳和二氧化碳生成量,蒙脱土的添加会进一步降低以上数值,表明IFR在膨胀阻燃PP中存在良好的抑烟减毒作用,而MMT会进一步增强这一作用,IFR和MMT在抑烟减毒方面存在一定协同作用。研究结果表明:IFR的添加能明显降低PP-IFR的火灾危险性,共同添加IFR和MMT的膨胀阻燃聚丙烯/蒙脱土复合材料的火灾危险性最低。     

P-N-B阻燃剂处理炭化橡胶木的燃烧性能

根据AWAP P50_2010,采用P_N系阻燃剂(MAP、DAP、APP)与硼酸、硼砂等复配制备P_N_B阻燃剂,对炭化橡胶木进行加压浸渍处理。抽真空至-0.08 MPa,保持15 min后加压至1.0 MPa,保持30 min后取出试件,在室温下气干7 d后置于干燥箱中干燥至含水率12%。利用锥形量热仪分析阻燃炭化橡胶木的燃烧性能。结果表明:在50 k W/m2的热辐射功率下,经P_N_B阻燃剂水溶液(质量分数为20%)浸渍处理的炭化橡胶木的热释放速率峰值、总热释放量、烟生成速率峰值、烟生成总量都显著降低,氧指数、成炭率较未阻燃处理橡胶木有所提高,表现出良好的阻燃、抑烟性能。     

无卤膨胀阻燃聚丙烯的热降解和燃烧特性

采用氧指数测试、垂直燃烧试验、热重分析、锥形量热仪研究膨胀阻燃剂(IFR)和金属醋酸盐对膨胀阻燃聚丙烯(IFRPP)的阻燃性能、热降解性能和燃烧性能的影响。IFR的添加能明显改善IFRPP的阻燃性能,金属醋酸盐的添加会进一步增强IFRPP的阻燃性能。IFR和金属醋酸盐之间存在阻燃协效作用。IFR和金属醋酸盐的添加会降低IFRPP的热稳定性,提高高温下的残炭量,金属醋酸盐存在催化成炭作用。IFR的添加降低了膨胀阻燃聚丙烯的热释放速率、总热释放量、生烟速率、总生烟量、一氧化碳和二氧化碳生成量,金属醋酸盐的添加会进一步降低以上数值。IFR的添加能明显降低IFRPP的火灾危险性,共同添加IFR和金属醋酸盐的IFRPP的火灾危险性最低。     

磷酸三聚氰胺阻燃中密度纤维板燃烧性能

以美国南方松木纤维为原料,添加质量比7%的脲醛树脂及质量比分别为0%、3%、6%的磷酸三聚氰胺,制备阻燃中密度纤维板。采用锥形量热仪,在辐射功率50kW/m2下研究磷酸三聚氰胺对中密度纤维板的阻燃性能的影响。当磷酸三聚氰胺的添加质量比为6%时,中纤板的热释放速率、热释放总量、有效燃烧热、质量损失速率、比消光面积较空白试样分别下降24.1%、19.8%、15.3%、9.1%和上升126.9%,引燃时间从39.1s增至50.1s。磷酸三聚氰胺显著提高了中纤板的阻燃性,但产烟量大幅增加,需配合抑烟剂使用;中纤板表面的预固化层将引起热释放速率曲线的第一个波峰分叉。     

FRW阻燃杉木积成材的阻燃性能

采用FRW阻燃剂对杉木积成材进行了阻燃处理,用锥形量热仪测定了不同载药率下处理材与未处理材的阻燃性能.结果表明:在50kW/m2的热辐射功率下,杉木积成材经FRW阻燃处理后,其热释放速率和总热释放量随着载药率的增大而减小,当载药率为10.07%(质量分数)时,处理材的热释放速率和总热释放量比未处理材降低了约50%;与未处理材相比,处理材的点燃时间明显延长,炭生成量明显增加;FRW阻燃处理杉木积成材的阻燃效果显著.     

阻燃聚氨酯/木粉复合发泡材料的性能研究

通过直接添加不同量的聚磷酸铵(APP)阻燃剂制备聚氨酯/木粉复合发泡材料。采用24h吸水试验、压力实验、锥形量热仪、场发射扫描电镜、能量色散光谱仪测试了复合材料的吸水性能、力学性能、阻燃抑烟性能、微观形貌结构及元素含量。研究表明:添加5%~30%的APP阻燃剂,阻燃组的24h吸水率可以达到19.30%~42.37%,均大于对照组,而压缩强度降至1.76~2.83 MPa,比对照组降低了8.7%~43.2%;阻燃型FWPC的热释放速率(HRR)及峰值(pHRR)随APP添加量的增大而减小,其中30%APP的加入量可延迟7s的点燃时间(TTI),HRR降低8.90%,pHRR降低34.44%,一氧化碳得率(COY)降低16.62%;阻燃组FWPC的表面出现"团聚物",表面元素成分中含APP中的N和P。     

碳纳米管对苯丙乳液防火涂料的抑烟性能

以苯乙烯(St)、丙烯酸甲酯(MA)、丙烯酸乙酯(EA)、丙烯酸(AA)为共混单体,以聚磷酸铵(APP)阻燃剂,碳纳米管(CNT)为添加剂,制备阻燃苯丙乳液防火涂料。通过锥形量热仪、烟密度测试、扫描电镜等手段研究了该防火涂料的阻燃抑烟性能。结果表明:CNT的添加增强了材料热分解过程中生成炭层的致密度,降低了样品的热释放速率、质量损失、总烟释放量;苯丙共聚乳液/APP/CNT的配方比例为40.0%∶57.5%∶2.5%时防火涂料的阻燃抑烟性能最佳。     

PBT/粘土纳米复合材料阻燃性能的锥形量热仪研究

利用锥形量热仪研究了PBT通过插层复合制成聚合物/粘土纳米复合材料后的阻燃性、烟及毒气的释放及阻燃机理.当粘土含量为8%时,阻燃性最好,热释放速率峰值下降45%.制成纳米复合材料后抑制了烟的释放,降低了产品质量损失速率,在产生相同总量CO的同时,降低了产品的毒性.     

硼酸锌对PVC木塑复合材料的产烟影响

用热重分析和锥形量热仪测试方法研究硼酸锌对PVC木塑复合材料燃烧过程产烟量的影响。样品由热压机压制成型,采用锥形量热仪、色谱、质谱对样品进行表征。研究结果表明:在WF-PVC中加入硼酸锌使热解过程残炭量增加52.83%,总产烟量降低55.8%,硼酸锌对WF-PVC阻燃与抑烟效果显著。PY-GC-MS分析表明:与PVC相比,WFPVC样品热解过程产生的氯化氢含量降低了66.03%;WFPVC中加入硼酸锌,热解产物HCl的含量增加1.64%。WFPVC和添加硼酸锌的样品燃烧产物中烷烃的含量分别增加29.15%和24.31%,烟毒性降低。WF-PVC样品燃烧产物烟毒性的来源主要是组分中烷烃类化合物、醛酮类化合物、多环化合物的数量。     

复合阻燃型瓦楞纸板的制备及性能研究

以低聚合度APP为主要成分,添加改性4A分子筛、甲基纤维素、纳米SiO2制备复合阻燃剂,以超声浸渍的方式制备阻燃型瓦楞纸板,对阻燃瓦楞纸板进行力学性能、阻燃抑烟性能检测与复合阻燃剂阻燃抑烟机理分析。结果表明:阻燃处理后的瓦楞纸板可达到瓦楞纸板优等品质量要求,LOI比对照样提高38.9%达到25,阻燃效果明显。热释放速率、总热释放量、总烟产量分别降低35.2%、42.0%、50.0%,成炭率为20.9%。复合阻燃剂可有效抑制造纸纤维分解、抑制烟气的产生;复合阻燃剂以气相和固相方式发挥阻燃作用,其在瓦楞纸板表面形成以杂芳环、磷酸盐、焦磷酸盐等化合物构成的层状膨胀型致密阻燃层,对内部造纸纤维起到保护作用,达到阻燃目的。     

硼化合物在云南松中的协效阻燃和抑烟作用研究

利用木垛法、氧指数、建材烟密度仪、热重分析仪和差热分析仪研究硼化合物在云南松中的协效阻燃和抑烟效果。结果表明,硼化合物的加入能明显减少云南松燃烧过程中的质量损失、有焰燃烧时间和烟密度等级并提高氧指数;当硼酸和硼砂的质量比为3:2时,协效阻燃和抑烟效果最佳。与未阻燃云南松相比,硼化合物的加入降低了云南松在热解过程中的质量损失和峰值质量损失速率并降低了松木在主要热解阶段的表观活化能,起到了较好的阻燃和抑烟效果。     

氢氧化铝协同膨胀石墨阻燃硬质聚氨酯泡沫

选用氢氧化铝(ATH)作为可膨胀石墨(EG)协效剂,对硬质聚氨酯泡沫塑料(RPUF)进行阻燃改性,研究了ATH与EG组分配比对阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料阻燃性能、力学性能、燃烧性能和生烟性能的影响。研究结果表明:适当增加ATH在RPUF/EG/ATH复合材料中所占质量比,可改善复合材料的力学性能,降低总热释放及生烟总量;当组分配比为15%EG和15%ATH时,其LOI达到31.0,总热释放和生烟总量较单独添加30%EG分别降低了32.9%和45.8%。     

蒙脱土改性碳纤维环氧复合材料的阻燃性能

以碳纤维环氧(SCF/EP)复合材料为基体,蒙脱土(MMT)为添加剂,使用溶液共混的方法制备出蒙脱土改性碳纤维环氧(MMT/SCF/EP)复合材料。采用极限氧指数法、热失重法和锥形量热的测试方法探究不同MMT含量对SCF/EP复合材料的阻燃性能的影响。结果表明:MMT的加入能够显著提高SCF/EP复合材料的阻燃性能。MMT质量分数为5%时其阻燃性能得到显著提升,氧指数值、热释放速率、点燃时间分别提高了1.41%、29.9%、95%,生烟速率降低了4.9%。残炭率因MMT含量的升高而升高。     

阻燃热塑性聚氨酯弹性体的性能研究

将石墨粉(GP)、季戊四醇(PER)和聚磷酸铵(APP)复配后添加到热塑性聚氨酯弹性体(TPU)中制备阻燃TPU复合材料,研究此膨胀阻燃体系对阻燃TPU复合材料阻燃性能、抑烟性能的影响。通过锥形量热仪、扫描电镜、极限氧指数和热重分析等手段研究该TPU复合材料的阻燃性能,结果表明:当APP/PER/GP的配比为15%、7%、3%时,对TPU复合材料的阻燃效果最好,其热释放速率较TPU-1(只添加了APP/PER)降低了32%,氧指数提升了40%,燃后的炭层结构有较大改善。该膨胀阻燃体系可提高阻燃TPU材料在高温阶段的热稳定性,增加残渣质量,达到对TPU复合材料阻燃和抑烟的效果。     

次磷酸铝阻燃聚脲弹性体及其耐老化性能研究

为提高聚脲弹性体（PUA）的阻燃性能,采用次磷酸铝（AHP）制备阻燃PUA,并通过热重分析、极限氧指数、垂直燃烧测试、锥形量热测试、扫描电镜、热重-红外联用测试、拉伸、撕裂等一系列测试对阻燃聚脲热性能、阻燃性能、力学性能及阻燃机理进行了系统研究。结果表明,AHP对PUA具有较高的阻燃效率,在20%添加量下,PUA在垂直燃烧测试中表现出离火自熄性,熔滴现象消失,通过UL-94 V-0等级。同时,其热释放速率峰值、总热释放、总烟释放等火安全行为参数大幅下降。残炭微观形貌及气相热解产物分析表明,阻燃PUA燃烧后表面形成了更为致密紧凑的炭层,有效抑制了热解PUA基材中烃类、CO2、CO等物质的生成。力学性能测试结果表明,AHP的加入造成的PUA拉伸强度、断裂伸长率、撕裂强度的损失在可接受范围以内,阻燃PUA在168 h热氧老化处理后仍具有较高的力学性能。     

阻燃生态板在装配式木结构中的应用研究

阻燃生态板用于装配式木结构的墙体覆盖材料,可集覆盖、内部装饰、阻燃于一体,提高木结构建筑的装配化程度。阻燃生态板可降低墙体热释放速率和总热释放量,降低建筑火灾荷载和蔓延速率,使墙体的产烟速率和产烟总量得到有效控制。燃烧性能等级达到B1级的阻燃生态板,可作为墙体覆盖材料直接使用。     

阻燃PVC壁纸燃烧性能分析

采用锥形量热仪对阻燃PVC壁纸的燃烧性能进行测试,并与不阻燃PVC壁纸的燃烧性能进行对比。样品质量10g,测试环境温度为22℃,相对湿度为74%。样品的底部边缘被包裹在铝箔中并水平放置在样品池中。与不阻燃PVC壁纸相比,阻燃PVC壁纸的点燃时间由5s延长至8s,燃烧时间由203s延长至234s,热释放速率峰值降低20.7%,到达热释放速率峰值的时间延长10s,热释放速率平均值可降低22.7%,热释放总量大大降低,烟释放速率降低,CO和CO2产率平均值和峰值均降低,质量损失速率的平均值和峰值较小,到达峰值的时间延长。