阻燃高抗冲聚苯乙烯/有机改性蒙脱土纳米复合材料阻燃效应的研究(Ⅰ)——传统阻燃剂与改性蒙脱土的阻燃协效性

运用"一步熔融共混法"制备了包含十溴联苯醚(DBDPO)-氧化锑(Sb2O3)和蒙脱土(MMT)-十六烷基三甲基溴化铵(C16BrN)阻燃体系的高抗冲聚苯乙烯(HIPS)复合材料,并通过X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、UL 94垂直燃烧测试和锥形量热计等测试手段对其结构形貌和燃烧性能进行了表征.结果表明,在传统阻燃剂DBDPO存在前提下,仍然获取了具有插层结构的高抗冲聚苯乙烯/蒙脱土(HIPS/MMT)纳米复合材料.燃烧特性实验发现两种阻燃体系在HIPS基体中具有良好协效性,复合材料热释放速率大幅下降.这种效应为减少溴系阻燃剂用量以降低生产成本和减轻不良环境效应提供了依据,对于发展绿色环保型高性能聚合物阻燃复合材料非常有意义.     

夹层电缆引发火灾的实验研究

模拟现代建筑夹层中贮藏大量未加金属导管防护的电线电缆所引发的火灾效应.在一个全尺寸燃烧套房模型中进行了起火室和顶棚夹层空间电缆火灾的实验研究,并采用大涡模拟的方法对实验中烟气速度场进行了数值模拟.结果表明,加明火源可以加强电缆的火灾功率;通风状况对夹层电缆火灾的温度场、烟气遮光度和火灾功率有明显影响.电缆燃烧产物中主要毒性气体为CO.电缆在夹层燃烧时,CO和CO2浓度均高于目标室和起火室中的浓度.而夹层毒气最为集中,其CO浓度远远超出OSHA和IDLH标准.电缆在夹层燃烧时发生火灾的危险性较大.     

发展阻燃型HIPS纳米复合材料的研究

本文运用一步熔融共混法制备了含有十溴联苯醚（DBDPO）或十溴二苯乙烷（DBDPE）和C16改性蒙脱土（MMT）的高抗冲聚苯乙烯（HIPS）复合材料,并采用X射线衍射（XRD）、透射电镜（TEM）、UL 94垂直燃烧和锥型量热等试验手段对其燃烧性能和相态进行了表征.结果标明,DBDPO/E存在时仍可获得具有插层结构的HIPS纳米复合材料.由于十溴和蒙脱土两种体系间的良好协同效应,这些材料的阻燃性提高、燃烧后的热释放速率下降.文中对其潜在机理进行了探讨.这种协同效应可用于指导发展环保性和阻燃性兼顾的HIPS纳米复合材料.     

避难硐室压风供氧系统压风量研究

分析避难硐室内人员生存环境主要参数变化情况,研究其压风供氧系统人均所需压风量。根据硐室内压风与人员呼吸CO2间关系,绘制硐室内空气中CO2体积分数随时间变化曲线,得出CO2体积分数稳定值与压风量的关系。通过分析CO2稀释方程、热量平衡、湿度平衡和O2平衡,确定人均压风量为100 L/min。在常村煤矿避难硐室进行80人16 h压风供氧生存试验,结果表明:压风量100 L/min能够满足硐室内人员呼吸需要,硐室内各环境参数均在国家标准要求范围内,温度的迅速稳定表明硐室周围岩体的导热性良好。     

阻燃高抗冲聚苯乙烯／有机改性蒙脱土纳米复合材料阻燃效应的研究（I）——传统阻燃剂与改性蒙脱土的阻燃协效性

运用“一步熔融共混法”制备了包含十溴联苯醚(DBDPO)—氧化锑(Sb2O3)和蒙脱土(MMT)—十六烷基三甲基溴化铵(C16BrN)阻燃体系的高抗冲聚苯乙烯(HIPS)复合材料，并通过X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、UL94垂直燃烧测试和锥形量热计等测试手段对其结构形貌和燃烧性能进行了表征。结果表明，在传统阻燃剂DBDPO存在前提下，仍然荻取了具有插层结构的高抗冲聚苯乙烯／蒙脱土(HIPS／MMT)纳米复合材料。燃烧特性实验发现两种阻燃体系在HIPS基体中具有良好协效性，复合材料热释放速率大幅下降。这种效应为减少溴系阻燃剂用量以降低生产成本和减轻不良环境效应提供了依据，对于发展绿色环保型高性能聚合物阻燃复合材料非常有意义。     

天然蛋白杂化硅溶胶阻燃棉织物的制备及燃烧性能分析

采用溶胶-凝胶法,以正硅酸乙酯(TEOS)为前驱体、乙醇(C_2H_5OH)为溶剂、盐酸(HCl)为催化剂,1-γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)为偶联剂制备SiO_2单一、复合和明胶(C_(102)H_(151)O_(39)N_(31))杂化溶胶,利用激光粒度仪对溶胶粒径进行测定。采用浸渍-烘焙过程将溶胶后整理棉织物。利用热重分析(TG)、极限氧指数(LOI)、扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、傅里叶变换红外光谱分析(FTIR)对整理前后棉织物热解特性、阻燃性能、表面微观形貌、表面元素组成和官能团分布进行测试和表征,探讨明胶杂化溶胶阻燃效应和机理。结果发现:溶胶粒径分布表明纳米SiO_2-KH570-明胶之间发生了化学键紧密结合,缩合生成Si-O-Si和氢键;SEM、FTIR和XPS分析表明具有明胶杂化组分的硅基溶胶在织物表面形成紧密涂层,呈现一定化学结合状态;TG分析表明,该结合状态对热稳定性影响显著,杂化溶胶后整理织物热解残炭率较原始棉织物提高872%,SiO_2-KH570和SiO_2-明胶复合溶胶体系间存在协效性;LOI分析表明,SiO_2-KH570-明胶杂化溶胶阻燃效应最佳,LOI最高为25.2,对应ΔLOI/Δm最高为4.80 g~(-1),SiO_2单一溶胶和明胶及SiO_2-KH570复合溶胶和明胶间体现明显协同效应;明胶可单方面提升SiO_2单一溶胶及SiO_2-KH570复合溶胶的凝胶化效应,促进三维微观骨架涂层结构形成,提升燃烧过程中棉织物脱水成炭作用。     

HIPS阻燃复合材料三元潜在火灾危险性评价

将高抗冲聚苯乙烯树脂颗粒(纳米/微米级)、十溴二苯乙烷颗粒、三氧化二锑、弹性体、分散剂和偶联剂通过一步熔融共混工艺先行制备UL94 V-0级阻燃母粒,再将其与HIPS本体树脂按不同比例混合制得阻燃复合材料,并利用极限氧指数(LOI)、垂直燃烧(UL94)及ISO 5660锥形量热计三项测试表征制得样品的燃烧和火灾性能,从中提炼和分析LOI、垂直燃烧等级和最大热释放速率(Pk HRR)等三元关键指标相关性,给出了定性定量相结合的潜在火灾危险性分级范围。结果表明:UL94燃烧等级和Pk HRR相关性体现为当Pk HRR≤330.0 k W/m~2时,试样UL94等级均为V-0级;UL94燃烧等级和LOI相关性体现为随UL94燃烧等级从V-0降到HB时,试样LOI从27.0降到17.0;Pk HRR与LOI相关性体现为Pk HRR与LOI呈粗略反向线性相关性;UL94燃烧等级、Pk HRR和LOI三元相关性体现为当LOI22.0、Pk HRR为399.0~665.0 k W/m~2时,材料UL94燃烧等级介于HB~V-2。     

阻燃高抗冲聚苯乙烯/有机改性蒙脱土纳米复合材料阻燃效应的研究(Ⅱ)——蒙脱土改性比率对阻燃协效性的影响

运用“一步熔融共混法”制备了同时包含十溴二苯乙烷(SAYTEX8010)—氧化锑(Sb2O3)和蒙脱土(MMT)—十六烷基三甲基溴化铵(C16BrN)(不同重量比率)阻燃体系的系列高抗冲聚苯乙烯(HIPS)复合材料,通过X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、UL—94垂直燃烧测试和锥形量热计等测试手段对其结构形貌和燃烧性能进行了表征,探讨了两种阻燃体系间的协效性及蒙脱土改性比率对协效度的影响。结果表明,在十溴二苯乙烷存在时,可以制备层离型阻燃HIPS／MMT纳米复合材料,其中两种阻燃体系具有优异的阻燃协效性,其协效度取决于复合材料中各组分的复合比率,特别是MMT及C16BrN的改性比率。研究发现,其它组分含量一定时(十溴二苯乙烷和氧化锑重量比率保持lO：4),MMT和C16BrN改性比率为4：2时复合材料具有相对最佳阻燃性,十溴二苯乙烷体系和改性蒙脱土体系具有相对最优阻燃协效度。     

废弃FR1酚醛树脂印刷线路板热解特性及动力学分析

针对电子废弃物FR1酚醛树脂纸基印刷线路板,利用热重(TG)试验探讨了其粉末在N2气氛中不同升温速率(10 K/min、20 K/min、30 K/min)下的热解特性,通过Kissinger和FWO热解动力学模型对其平均表观活化能和指前因子等热解动力学参数进行求解,分析其热解难易程度。结果表明,整体热解过程可分为室温~180℃和180~580℃两个阶段,高于580℃时热解残余率基本不变;当升温速率为20 K/min时试样最大热失重率为71.51%,残余固体较少,热解较充分。热解动力学分析表明,机理模型假设为f(α)=(1-α)n1级反应时,Kissinger法求得试验样品表观活化能E为170.83 k J/mol,指前因子A为7.41×1014min-1;FWO法求得转化率α=0.3~0.5即样品处于最大热失重峰区域时平均表观活化能E为169.71 k J/mol,相关系数r可达0.99以上;两种方法计算结果吻合,模型假设合理。热解动力学参数对比表明,FR1酚醛树脂纸基印刷线路板表观活化能和指前因子分别为FR4环氧树脂线路板和聚四氟乙烯线路板的1.03倍、224倍及0.76倍、48倍,更易进行热解反应,对其进行热解焚烧连续处置具有可行性。     

吉林省作物生长季极端气温时空变化特征

利用1961－2010年吉林省20个气象站点逐日最低、最高气温资料,选取与农作物生长较为密切的10个极端气温指标,系统分析了吉林省作物生长季内极端气温指标的时空变化特征。研究结果表明:吉林省作物生长季内极端温度指标均呈升高趋势,其中与日最低气温相关的极端温度指标升高更快。从1960年代到2000年代,LMinT、LMaｘT和DMinT＜0℃向5月上旬和9月下旬集中;HMinT向7月中旬到8月中旬集中;HMaｘT和DMaｘT＞35℃向6月和7月集中。LMinT、HMaｘT、HMinT和LMaｘT4个指标线性倾向率的空间变化趋势不明显,HMaｘT、HMinT和LMaｘT3个指标有2～3个站点线性倾向率小于0;除HHMinT出现范围缩小外,LLMinT、LL-MaｘT和HHMaｘT出现范围都表现为扩大的趋势。所得结论可为明确吉林省作物生长季极端低温、高温灾害的发生时段和范围,从而进行极端灾害的防抗避减提供参考。