基于锥形量热仪试验的典型聚合物材料燃烧性能研究

文章简述了锥形量热仪的试验原理,主要介绍了新一代的实验室型聚合物材料燃烧性能和阻燃性能的评价方法——锥形量热仪(CONE),并以聚合物材料锥形量热仪试验数据为基础,详细地讨论了各种燃烧参数在评价和研究聚合物材料的燃烧性和阻燃性中的意义和应用,并介绍了这方面的进展和发展方向。     

利用锥形量热仪研究聚氨酯硬泡的燃烧性能

利用锥形量热仪对硬质聚氨酯泡沫(RP UF)的燃烧特性进行了研究.通过对RP UF燃烧过程中的热释放速率、热释放总量、烟生成速率和总产烟量等进行系统性测试,讨论了聚醚多元醇、聚酯多元醇以及异氰酸酯指数(R值)对RP UF热危险性和烟气危险性的影响.结果表明,聚酯多元醇替代聚醚多元醇制备的RP UF燃烧过程中的热释放速率...     

用锥形量热仪研究PS/MH复合材料燃烧性能

将聚苯乙烯(PS)树脂与改性后的氢氧化镁(MH)直接进行熔融复合制备PS/MH复合材料,采用锥形量热仪对复合材料的燃烧行为进行了研究.结果表明,加入20份MH可使PS的峰值热释放速率(HRRpeak)、峰值质量损失速率(MLRpenk)和峰值生烟速率(SPRpeak)分别降低57.9%,40.9%和52.1%,引入MH后复合材料的热释放速率(HRR)、质量损失速率(MLR)和生烟速率(SPR)等燃烧性能参数均显著降低.材料的燃烧时间延长,分解速率减小.随着MH含量增加.复合材料的燃烧性能参数均明显降低.表现出良好的阻燃性和抑烟性.     

基于锥形量热仪试验的生物质基阻燃涂料阻燃抑烟性能评价

为了分析评价茶皂素生物质基环保膨胀阻燃涂料的阻燃抑烟性能,通过锥形量热仪(CONE)试验研究了2种不同方法制备的茶皂素环保膨胀阻燃涂料试样的热释放、烟释放等阻燃产烟性能指标。研究结果表明,反应型茶皂素膨胀阻燃涂料具有优越的阻燃性能,且生烟量少,有效降低火灾的危害程度,但由于膨胀碳层的形成使得燃烧不完全,CO释放量增加;复合型茶皂素膨胀阻燃涂料有一定的阻燃效果,能延迟烟气产生,但烟气和热量释放量较大。     

用锥形量热仪研究聚氨酯泡沫的阻燃性能

在50 kW/m2辐射功率下,利用锥形量热仪研究了氢氧化铝、卤系阻燃剂、氮系阻燃剂和磷系阻燃剂阻燃聚氨酯泡沫(PUF)的阻燃特性,获得了点燃时间、最大热释放速率、总热释放、比消光面积及质量损失速度等参数。结果表明,将热释放速率、燃烧总释放热和烟气释放量作为材料阻燃性能好坏的评价指标,阻燃剂聚磷酸铵（APP）和三聚氰胺磷酸盐（MP）是PUF的理想阻燃剂。     

用锥形量热仪研究阻燃聚丙烯的燃烧行为

采用锥形量热仪比较了溴系阻燃聚丙烯、无卤阻燃聚丙烯的燃烧行为。结果表明:按UL94标准测试V-0阻燃等级的阻燃聚丙烯复合材料,采用无卤阻燃体系比采用溴系阻燃体系具有更低的热释放速率、烟生成速率和总烟释放量。     

锥形量热仪中聚合物的熔融现象及其对燃烧行为的影响

采用锥形量热仪研究几种聚合物的燃烧行为并观察熔融现象,发现聚合物的熔融现象与其加工温度下的熔体流动速率几乎无相关性,与裂解机理相关性较大。结果表明,以解聚为主要裂解机理的聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲醛和高抗冲聚苯乙烯仅出现熔融软化现象,其质量损失速率(MLR)和热释放速率(HRR)曲线只有一个燃烧增长阶段,而以随机裂解为主要裂解机理的低密度聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺和乙烯–醋酸乙烯共聚物不仅存在物理熔融软化现象而且会因裂解而出现流淌熔体并最终形成池火,导致MLR和HRR曲线出现两个增长阶段。第二增长阶段的MLR和HRR较大,燃烧消耗掉大部分聚合物,且该阶段可能与池火燃烧有关。     

用锥形量热仪研究磷酸酯和酚醛环氧树脂阻燃高抗冲聚苯乙烯

采用锥形量热仪对酚醛环氧树脂(NR)和磷酸三苯酯(TPP)对高抗冲聚苯乙烯(HIPS)阻燃性能的影响进行研究.结果表明,NR主要通过成炭作用在凝聚相中发挥作用,而TPP则主要通过自身挥发在气相来抑制燃烧.两者并用具有明显的阻燃和抑烟协同效应,同时有效地降低了材料的有效燃烧热.     

锥形量热仪法研究抑烟填料对膨胀型防火涂料烟毒性能的影响

利用锥形量热仪(CONE)实验获得的生烟速率(SPR)、生烟总量(TSP)以及CO生成速率(Pco)等参数,对抑烟填料硼酸锌(ZB)、阻燃抑烟剂(LEE)以及可膨胀石墨(EG)复配防火涂料的烟毒释放进行了对比研究。结果表明:抑烟填料硼酸锌(ZB)、阻燃抑烟剂(LEE)的加入明显降低了材料燃烧时的烟毒释放;物理膨胀填料EG与ZB、LEE体系复配能达到更好的阻燃抑烟协效作用,使烟毒参数进一步降低。     

含季戊四醇二磷酸酯三聚氰胺-尿醛树脂盐环氧树脂的阻燃性能

合成了一种新型廉价高分子膨胀阻燃剂?季戊四醇二磷酸酯三聚氰胺-尿醛树脂盐. 红外光谱表明,该阻燃剂的结构为双环笼状含磷大分子. 将其应用于环氧树脂,所得阻燃环氧树脂采用热重分析、锥形量热仪研究其热解、阻燃性能,并用Broido方程计算热解活化能的变化. 结果表明,阻燃环氧树脂的平均热释放速率降低30.7%,总热释放量降低52.2%,烟气排放量降低42.7%,CO产率降低70.5%,CO2产率降低73.5%,剩炭率增加19.1%,添加30%的阻燃剂可使材料氧指数达30.5,阻燃效果与DOPO类似. 环氧树脂热解活化能为73.5 kJ/mol,添加阻燃剂后其值为83.5 kJ/mol,降低10 kJ/mol,表明阻燃剂对环氧树脂的热解具有催化成炭作用.     

锥形量热仪在饰面型防火涂料防火性能研究中的应用

用锥形量热仪的方法研究了不同阻燃剂含量的饰面型防火涂料点燃时间、热释放速率、有效释放热及总烟气释放量等项目,结果表明:随着阻燃剂含量的增加,热释放速率、有效释放热等参数随之降低;此外,在市面上选取3种饰面型防火涂料,用大板法和锥形量热仪法进行了研究,结果表明:随着耐火极限的延长,有效释放热、热释放速率等参数数值明显减小,同理论分析一致。     

锥形量热法研究木质素基膨胀型阻燃剂对环氧树脂阻燃抑烟效果

以来自自然界储量第二的木质素作为膨胀型阻燃剂的基体,通过接枝氮、磷元素成功合成碳源、酸源、气源三位一体的木质素基膨胀型阻燃剂(Lig?T),实现了良好的阻燃性能.将Lig?T按照不同含量添加到环氧树脂(EP)中制备EP/Lig?T复合材料,以锥形量热测试考察复合材料的热稳定性能和阻燃性能,并重点考察复合材料在接近真实火...     

基于锥形量热仪对硼酚醛防火涂料阻燃性能的研究

利用锥形量热仪(CONE)对硼酚醛饰面型防火涂料的阻燃性能进行了研究,并与一般市售膨胀型防火涂料、丙烯酸树脂及空白样板进行了比对。结果表明:较其他几种材料,硼酚醛防火涂料的热释放速率(HRR)、总释放热(THR)明显降低,火灾性能指数(FPI)高达3.78,残炭量显著增加,起到了很好的防火阻燃作用。     

含磷阻燃剂对聚氨酯硬泡燃烧特性影响的研究

利用氧指数仪及锥形量热仪研究了甲基磷酸二甲酯基及其与磷酸(2-氯乙基)三酯、磷酸(2-氯丙基)三酯、磷酸(二氯丙基)三酯复配对聚氨酯硬质泡沫的氧指数、点燃时间、燃烧热释放速率、总热释放量、烟密度、烟气生成速率等的影响。结果表明,单独使用甲基磷酸二甲酯的聚氨酯硬泡的点燃时间最长,而对于燃烧热释放速率、总热释放量、烟密度及烟气生成速率,则是复配使用效果更佳。     

基于CONE试验方法的P-N阻燃环氧树脂复合材料燃烧性能研究

设计合成的新型磷氮系阻燃剂双酚A-双(5,5-二溴甲基-1,3-二氧杂己内磷酸酯)(FR)与聚磷酸铵(APP)配比为2:1时,利用锥形量热仪(CONE)测试其释热速率(HRR)、释热总量(THR)、质量损失速率(MLR)、生烟量(TSP)及有毒气体释放量等多种燃烧性能参数;实验结果表明,当复合材料中阻燃体系配比为13.3%FR:6.7%APP时,阻燃EP与纯EP相比HRR,THR,MLR及SEA等参数下降程度最大,P-N阻燃复合材料具有优良的成碳率、良好的阻燃效果和抑烟性能。     

几种装修材料的锥形量热仪的研究

利用锥形量热仪对聚氯乙烯材料的燃烧性能进行研究,分析其在火灾中的危险性。     

锥型量热仪对聚氨酯泡沫塑料阻燃抑烟性能的评估

本文采用新一代的评估手段一锥型量热仪分别对添加ＡＴＨ／ＤＭＭＰ的硬聚氨酯泡沫塑料和添加Ｔ１０１及Ｔ１０１／三聚氰胺的软聚氨酯泡沫塑料的燃烧性能进行了实验测试。对在真实火情下的燃烧危险性进行了分析研究，为上述两种泡沫塑料的火安全性评估提供了重要的参考依据。     

用锥形量热仪研究无卤阻燃HDPE体系的燃烧性

在35kW／m^2热辐照条件下,利用锥形量热仪研究了膨胀型阻燃剂／Mg(OH)2阻燃高密度聚乙烯(HDPE)体系的燃烧性。结果表明：膨胀型阻燃剂／Mg(OH)2能明显降低HDPE的热释放速率、总热释放量、最大生烟速率及总烟释放量。与膨胀型阻燃剂单独使用相比,Mg(OH)2与膨胀型阻燃剂复合使用的阻燃效果明显,总烟释放量减少了38％,总热释放量减少了10％,达到了低发炯、高效阻燃的目的。     

CONE法研究聚磷酸铵和硼酸对环氧树脂复合材料的阻燃作用

采用锥形量热法研究了聚磷酸铵(APP)、硼酸及由这两者组成的复配阻燃剂对环氧树脂(EP)复合材料燃烧性能的影响.结果表明:APP可使EP复合材料燃烧时的热释放量和烟释放量大大降低,到495s时累积热释放量为27.3MJ/m2,烟产生速率为2243m2/m2,与未阻燃EP复合材料相比分别下降了37%和49%,阻燃抑烟效果显著;硼酸推迟EP复合材料热解时间,延缓了烟尘和有毒气体的释放;APP与硼酸之间存在着协同阻燃作用,APP在燃烧前期催化EP成炭,硼酸降低燃烧后期的累积热释放量.