阻燃消烟剂及其在PVC中的应用

简述了用于硬PVC塑料的阻燃消烟技术、阻燃消烟评定方法、阻燃抑烟机理及低烟难燃PVC化学建材指标,并对目前国内研究成功的复合阻燃消烟刑进行了评述。     

ABS的消烟阻燃改性研究

用Ｍｇ（ＯＨ）２硅酸铝、滑石粉和（ＮＨ４）２ＳＯ４等无机化合物与有机溴系阻燃剂复合填充于ＡＢＳ中,通过氧指数、垂直燃烧性能及发烟性能的测定,评价了各种复合体系的阻燃和消烟效果。结果表明,（ＮＨ４）２ＳＯ４与溴系阻燃剂复合后,对ＡＢＳ具有良好的阻燃和沙烟功能。     

基于CPE和Sb2O3对废PVC/ABS复合材料阻燃及力学性能的研究

通过熔融法分别制备了含氯化聚乙烯(CPE)和氧化锑(Sb_2O_3)阻燃剂的PVC/ABS复合材料,探讨添加不同含量的阻燃剂对复合材料的热稳定性、阻燃性能以及力学性能的影响。实验结果表明:CPE的加入使复合材料形成了交联网状结构,从而有效地提高了其力学强度。在加入Sb_2O_3后,由于无机纳米粒子较低的热导率,使得燃烧过程中热传递较慢。热力学结果表明,CPE和Sb_2O_3阻燃剂能有效地提高PVC/ABS复合材料的热稳定性以及阻燃性能。同时,CPE可以提高其力学性能,Sb_2O_3可以提高其抗拉强度,但由于不同浓度的Sb_2O_3粒子在基体中的分散性不同,其在高浓度下的冲击强度相比于纯PVC/ABS复合材料明显下降。     

高分子粘结膜与金属化合物对PVC树脂的协同阻燃消烟作用

研究了铝塑复合板中高分子粘结膜与Mg(OH)_2和CaCO_3复合阻燃剂对PVC树脂的协同阻燃消烟作用。通过NBS烟箱等仪器测试的有关参数对PVC体系中的金属化合物及填料的抑烟、阻燃效果进行了分析和研究。结果表明：在高分子粘结膜和金属化合物协同作用下能使烟密度(MSD)和生烟速率显著降低,而且有效地推迟了发烟时间。各种金属化合物对PVC体系的氧指数(LOI)影响不大,对烟密度的影响差异很大。     

金属配合物对软聚氯乙烯的阻燃消烟作用

利用热分析的方法研究了以Al(OH)3和Mg(OH)2为基础，含有Fe、Co、Ni或Cu的金属配合物的复合阻燃剂对软聚氯乙烯(PVC)的阻燃消烟作用。研究了软PVC从室温到1073K的热降解过程。利用Kissinger方程给出了其动力学参数。结果表明：阻燃处理过的软PVC具有较好的阻燃消烟性能，如较高的氧指数和剩炭率，较低的烟密度等级和最大烟密度，力学性能有所降低。     

低熔点硫酸盐对软质PVC的阻燃与消烟性能研究

制得的硫酸盐混合物熔点低，在适当温度下熔融时，能有效地保护PVC降解过程中形成的剩磷，从而能提高剩碳率，提高阻燃与消烟性能。氧指数、烟密度、DTA、TG、SEM等证明了低熔点的硫酸盐是一种优良的填料性的、具有阻燃与消烟性的阻燃消烟剂，具有很好的消烟性，当添加量达40份时，烟密度能下降45％。研究表明其对力学性能的影响比其它填料小。     

无机复合阻燃消烟剂在PVC材料中的应用

分析了高分子材料阻燃消烟的必要性，报道了研制的SY928系列无机复合阻燃消烟剂在PVC电工套管和电缆料中的应用效果。     

SnO2与氢氧化物复合阻燃剂对软PVC的阻燃消烟作用

研究了SnO2和无机氢氧化物阻燃剂对软PVC的阻燃消烟作用。通过热分析的方法研究了阻燃处理后的软PVC从室温到800℃的热降解过程,通过剩炭率的测定以及用电子扫描显微镜(SEM)对燃烧后所生成炭层的观察探讨了不同体系的阻燃抑烟的机理。结果表明:经SnO2和氢氧化物复合阻燃处理的样品具有较高的极限氧指数(LOI)和剩炭率,烟密度等级(SDR)和最大烟密度(MSD)明显降低,与未处理的样品相比具有较好的阻燃和消烟性能。SnO2的加入可改变PVC的热降解过程,使起始降解温度降低,SnO2可能是在凝聚相和气相同时起作用,但主要是在凝聚相起Lewis酸催化作用。     

ZnO与Al(OH)3在阻燃软PVC中的协同阻燃消烟作用

研究了ZnO和Al(OH)3复合阻燃剂对软PVC的协同阻燃消烟作用.通过热分析的方法研究了阻燃处理后的软PVC从室温到800℃的热降解过程,用Kissinger方程给出了热降解反应的活化能,通过剩炭率的测定以及用电子扫描显微镜(SEM)对燃烧后所生成炭层的观察探讨了协同体系阻燃抑烟的机理.结果表明经阻燃处理的样品具有较高的极限氧指数(LOI)、剩炭率较低的烟密度等级(SDR)和最大烟密度(MSD),与未处理的样品相比具有较好的阻燃和消烟性能.加入适量的ZnO与Al(OH)3复合使用可明显地提高软PVC的LOI和剩炭率,降低材料的SDR和MSD.ZnO的加入可改变PVC的热降解过程,使起始降解温度降低并且使反应的活化能增大,可能属于固相Lewis酸催化机理.     

SnO2和SiO2用于PVC的阻燃消烟及协同作用

研究了二氧化锡和二氧化硅对软PVC阻燃消烟性的影响。通过对极限氧指数、剩炭率、烟密度的测定和DTATG曲线的分析证明,添加8g二氧化锡/二氧化硅复合阻燃剂的PVC的氧指数和剩炭率比未添加的分别增高5.5个单位和4.1%,烟密度降低16.4%,降解活化能分别降低38kJ/mol和23.1kJ/mol,从而证明二氧化锡/二氧化硅复合阻燃剂对于PVC是一种很好的阻燃消烟剂,二氧化锡和二氧化硅有很好的协同作用。同时证明这种复合阻燃剂能代替三氧化二锑,使产品的成本进一步降低。     

聚氯乙烯阻燃抑烟研究进展

综述了近年来PVC的发烟机理,无机和有机阻燃抑烟剂改性PVC的研究进展。     

软质PVC阻燃抑烟的研究

介绍了各类阻燃剂(如氢氧化铝、氢氧化镁、锑系、磷系、硼系、钼系)的性能及阻燃机理,并对软质PVC材料的阻燃抑烟性能进行了实验。结果表明：经偶联剂处理过的阻燃剂,由于增强了其与基体的界面结合力。从而使其力学性能得到提高;三氧化钼的用量对聚合物的阻燃效果影响不明显,而随着硼酸锌和三氧化二锑用量的增加,其阻燃效果越来越好。     

系列羟基锡酸盐对半硬质PVC的阻燃消烟作用

研究了系列羟基锡酸盐阻燃剂对半硬质PVC的阻燃消烟作用。通过对样品燃烧后剩炭含量及扫描电镜(SEM)分析,探讨了锡酸盐体系阻燃抑烟的机理。结果表明:经阻燃处理的样品具有较高的极限氧指数(LOI)和剩炭率,较低的烟密度等级(SDR)和最大烟密度(MSD),与未处理的样品相比具有较好的阻燃和消烟性能。由于阻燃剂的添加量较少,对材料力学性能影响不大。     

PVC阻燃抑烟研究进展

综述了近几十年来PVC阻燃抑烟方面的研究成果,对PVC阻燃抑烟体系的各类及特点、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。     

Bi_2O_3在软质PVC制品中的阻燃应用研究

将不同晶型的Bi2O3阻燃剂添加到软质PVC材料中,采用极限氧指数和烟密度评价Bi2O3对软质PVC的阻燃性能,并与常用的氧化锑(Sb2O3)和钼酸铵协同阻燃剂进行阻燃抑烟比较,结果表明:5%的β-Bi2O3阻燃剂添加至软质PVC时氧指数达35.5,烟密度为75%;而6%氧化锑与3%钼酸铵协同添加后软质PVC的氧指数达到35,烟密度为85.5%。SEM和TG/DSC表征Bi2O3在软质PVC中的分散和热分解特性,结果表明:β-Bi2O3的在PVC树脂中分散性优于α-Bi2O3,Bi2O3的加入使PVC前期热释放速率降低,后期分解释放小分子速度和数量均有所降低,增加了成碳率,从而提高PVC的氧指数和降低烟密度。     

沸石对PVC阻燃抑烟作用的研究

沸石多孔具有吸附功能,通过TG、SEM等研究了沸石对PVC的阻燃抑烟作用。研究表明:沸石能吸收HCl,减少PVC燃烧过程中HCl的表观释放量,沸石对PVC具有一定的阻燃作用,在PVC/沸石的炭层表面有沸石覆盖层,起到较好的绝热屏蔽作用。在PVC/沸石燃烧残余物的炭层内部有沸石填充,基材、碳和沸石形成复合材料提高阻燃作用。     

Improving the fire performance and smoke suppression of expandable polystyrene foams by coating with multi-dimensional carbon nanoparticles

Expandable graphite (EG) and modified multi-wall carbon nanotubes (ATH-MWNT) were introduced to expandable polystyrene (EPS) foams in order to improve its fire performance. The fire performance of EPS foams was evaluated by limiting the oxygen index (LOI), vertical burning (UL-94), and cone calorimetry tests. The results showed that the presence of 14.3% EG and 4.1% ATH-MWNT increased the LOI value from 18.0 to 30.3%, upgraded the UL-94 rating from no rating to V-0, completely eliminated melt dripping, and significantly decreased the peak heat release rate from 933 to 177 kW/m². Thermal analysis indicated that the thermal stability and char formation were improved by the presence of flame retardants. The char morphology was characterized by scanning electronic microscopy (SEM). It was suggested that the presence of EG and ATH-MWNT could form integrated char layers during combustion, which was beneficial to the formation of an intumescent protective char structure.     

改性水滑石/PVC复合材料的合成及性能表征

通过接枝共聚工艺,对纳米水滑石进行表面处理,生成无机核、有机壳的核-壳结构,研究了经表面处理和未经表面处理的水滑石对PVC复合材料力学性能、耐热性能、阻燃性能的影响。结果表明,经表面处理后的水滑石对复合材料力学性能的影响要好于未改性的水滑石;未经处理的水滑石对复合材料维卡软化温度有较大的提高;加入水滑石后,复合材料阻燃性能得到较大提高。     

Insightful investigation of smoke suppression behavior and mechanism of polystyrene with ferrocene: An important role of intermediate smoke

Aiming to investigate the smoke suppression mechanism of ferrocene in model polystyrene (PS) during combustion, we exploited the vapor‐phase and condensed‐phase behaviors. Cone calorimeter testing result showed that 3 wt% ferrocene imparted PS with 56.9% reduction in total smoke production. The analysis of the char after cone calorimeter testing demonstrated that the condensed‐phase smoke suppression mechanism was weak owing to the absence of charring behavior. The vapor‐phase mechanism was focused on the analysis of the small‐molecule smoke precursors and initially formed smoke intermediates. Transmission electron microscopy of initially formed smoke intermediates of PS/3Ferrocene revealed that enormous γ‐Fe₂O₃ nanoparticles from ferrocene participated in the initial formation of smoke intermediates, which subsequently underwent notable thermal oxidation degradation with decreased smoke residue. Thermogravimetric analysis coupled with Fourier transform infrared spectroscopy results manifested that the small‐molecule smoke precursors remained almost unchanged with addition of ferrocene. Conclusively, the smoke suppression mechanism with ferrocene predominantly originated from the intensive thermal oxidation of smoke intermediates, which opened a viable route for excellent smoke suppression design.     

PVC/ABS/弹性体三元共混合金组成与力学性能研究

本文研究了ＰＶＣ／ＡＮＳ／弹性体三元共混合金的组成与性能的关系。研究表明,弹性体与ＰＶＣ／ＡＢＳ合金共混,能显著改变ＰＶＣ／ＡＢＳ合金的各项性能。