纳米技术在阻燃材料中的应用

本文主要简述纳米技术与阻燃材料间的相互关系,探讨纳米技术在阻燃材料中应用及发展前景,以及需要解决的问题。     

含磷单体/碳纳米管阻燃改性不饱和聚酯复合材料的制备及其性能研究

以三氯氧磷、苯酚和丙烯酸羟乙酯为原料合成了含磷阻燃单体(DPHE),并作为反应型阻燃剂通过自由基共聚,将其引入不饱和聚酯树脂中,同时添加多壁碳纳米管(MWCNTs),制备不同组分的不饱和聚酯复合材料。采用极限氧指数、UL-94垂直燃烧法表征材料的燃烧性能并评定燃烧等级;通过锥形量热测试数据对材料燃烧过程中的热释放进行研究,结果显示,阻燃不饱和聚酯具有更低的热释放速率峰值(PHRR)和总热释放量(THR)。此外,采用热重分析(TGA)和扫描电子显微镜(SEM)分别对材料的热降解性能和炭渣形貌进行研究,阐明了含磷阻燃单体和多壁碳纳米管的阻燃机理。     

新型膨胀型阻燃剂的合成及其在聚丙烯(PP)中的应用

以氨基三甲叉磷酸（ATMP）、尿素为原料采用热缩合法合成新型膨胀型阻燃剂一ATU。用傅里叶红外光谱及元素分析表征ATU的结构及组成。将ATU与常见碳源季戊四醇进行复配,应用于PP材料的阻燃。研究发现ATU集气源酸源于一身,对于PP阻燃效果明显,甚至好于同比例的APP。极限氧指数仪和垂直燃烧仪测试材料燃烧等级;微型燃烧量热仪（MCC）研究了材料燃烧过程中热释放情况;热重分析（TGA）和扫描电镜（SEM）分别从材料的热降解及成炭原理方面上对ATU的阻燃机理进行了研究。     

相变调温防护服用织物的阻燃性能研究*

为提高相变调温防护服的阻燃性能,以保障工作人员的生命安全,系统开展阻燃型相变微胶囊涂层织物的制备与阻燃性能研究。选取2种相变温度的相变微胶囊、2种阻燃基布,利用干法涂层工艺制备相变微胶囊涂层织物;选取2种阻燃剂,以45%和75%的比例涂覆在相变微胶囊涂层的表面,制成16种阻燃型相变微胶囊涂层织物。基于锥形量热仪进行涂层织物阻燃性能测试,分析阻燃剂对涂层织物阻燃性能的影响。结果表明:与未进行阻燃整理的涂层织物相比,有机硅阻燃剂涂层织物的总热释放量平均下降42.22%,磷氮型阻燃剂涂层织物的总热释放量平均下降25.07%,并且随着阻燃剂含量的增加,总热释放量呈下降趋势。另外,有机硅型阻燃剂明显降低了热释放速率与总热释放量,而磷氮型阻燃剂有效地延长了织物开始释放热量的时间和热释放速率达到峰值的时间。因此,2种阻燃剂从不同角度优化了相变微胶囊涂层织物的阻燃性能,提高了相变调温防护服的使用安全性。     

微胶囊化红磷增效氢氧化镁阻燃聚乙烯的燃烧特性

探讨了微胶囊化红磷（MRP）在氢氧化镁（MH）阻燃低密度聚乙烯（LDPE）中的阻燃增效作用,用氧指数和锥型量热计研究了MRP/MH的不同配比对其氧指数、热释放速率、发烟量等燃烧性能参数的影响。试验结果表明在LDPE/MH体系中添加适量的MRP可以有效地提高材料的氧指数,进一步降低材料的热释放速率,延长材料的着火时间,但是材料的发烟量有所增加。从热失重实验结果可以看出,在LDPE/MH体系中添加MRP不仅大大提高材料的初始分解温度,而且具有较好的成炭作用。     

滑石粉对阻燃聚丙烯土工格栅性能的影响

将滑石粉加入聚丙烯阻燃格栅料中制成聚丙烯阻燃土工格栅材料,并探讨滑石粉对阻燃格栅的力学性能、熔融指数、燃烧性能、热稳定性和结晶性能的影响。结果表明:滑石粉的加入能提高阻燃格栅的熔融指数和结晶度,但对力学性能和阻燃性能有负面影响。与未添加滑石粉的阻燃格栅相比,添加5%wt的滑石粉后,阻燃格栅的断裂伸长率下降了9633%,峰值热释放速率和总释放热分别增加了4736%和2164%;当滑石粉添加量进一步增加到10%wt时,阻燃格栅的阻燃性能略有提高,但断裂伸长率却下降了975%。热重和差热分析表明,阻燃格栅阻燃性能的下降与热稳定性下降有关,而熔融指数提高则与α晶型熔点下降有关     

建筑结构与材料性能综合优化提升火灾预防效果研究

本文深入探讨了建筑结构与材料性能的综合优化策略,以提高火灾预防效果。首先,通过先进的建筑设计技术,如建筑信息模型(BIM)和智能建筑系统,实现对火灾场景的精准模拟和智能控制。其次,详细分析了建筑材料的阻燃性能和热释放性能,包括阻燃机理、阻燃剂应用以及热释放速率控制和优化。选择合适的材料,如钢材、混凝土、隔热材料等,并从材料科学的角度,提出了提升火灾预防效果的具体策略。本文旨在为建筑行业提供科学、创新的火灾防控方案,促进建筑领域安全可持续发展。     

建筑装饰板材的ISO ROOM大型热释放速率测试与研究

本文介绍ISO ROOM火灾实验方法及其对建筑装饰板材的热释放速率(HRR，Heat Release Rate)测试与研究，同时还研究了热释放速率与室内燃烧过程中其它动力学相关参数的关系。研究结果表明，三合板(PLY)、中密度纤维板(MDFB)和三聚氰胺面板(MFCB)都有具很高的热释放速率，且特征相似；而阻燃压合板(FRCB)和石膏板(GYP)的热释放速率很低，不过阻燃压合板(FRCB)在室内高温长时间作用下能发生轰燃。研究结果还表明，建筑装饰材料的ISO ROOM实验的热释放速率对室内热层温度、地面热流强度和出口气体流速有显著的影响。     

防护服装的应用及发展趋势

本文综述了防护服装的需求和分类，分析了防护服装的组成部件和面料层次设计，以阻燃隔热防护服中常用功能材料为例详细分析了纤维性能。并论述了未来防护服装的发展趋势。     

镁铝双氢氧化物对无卤阻燃EVA的协效阻燃效果研究

利用共沉淀法合成了镁铝双氢氧化物（MgAl-LDH）,采用熔融共混的方法,制备了含Mgal—LDH片层的无卤阻燃EVA纳米复合材料,通过多种表征手段分析研究了MgAl-LDH对无卤阻燃EVA（乙烯-醋酸乙烯酯共聚物）的协效阻燃效果。扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）的结果表明LDH的片层能够促进阻燃剂在EVA基体中的分散;锥形量热仪（Conecalorimetry）燃烧测试表明协效阻燃EVA的热释放速率相对于纯阻燃EVA显著降低,其他主要燃烧参数也有同样的变化趋势,说明MgAl-LDH具有良好的协效阻燃作用。材料的燃烧残余物的形貌分析表明,LDH协效阻燃EVA在燃烧过程中能形成致密而连续的保护层,有效阻隔材料在燃烧过程中气体挥发物的扩散和与燃烧环境间能量的交换,提高燃烧残留量,降低材料的火灾危险性。     

不同添加剂对聚氨酯泡沫材料阻燃性能的影响

为研究不同添加剂对聚氨酯泡沫材料阻燃性能的影响,对磷酸、硼酸、杨梅单宁阻燃剂3种添加剂处理后的聚氨酯泡沫材料与标准样分别测定氧指数、热值、烟密度等级和热稳定性,并以层次分析法评价阻燃性能优劣。结果表明:4种材料PUF STD、PUF PA、PUF BA、PUF FR的OI、CV依次分别为34.71%、38.59%、35.88%、37.86%,17.4023、16.7037、15.3197、15.0397kJ/g,燃烧时均少烟,热稳定性排序为:TS PA>TS STD>TS FR>TS BA;采用层次分析法分析3种添加剂对聚氨酯泡沫材料阻燃性能的影响顺序由优到劣为:PUF PA>PUF FR>PUF BA>PUF STD。该结论可为聚氨酯材料阻燃添加剂的选择提供参考方向。     

β环糊精改性聚氨酯基涂料的火安全性与热解动力学分析

为提高膨胀型防火涂料的阻燃性能,以聚氨酯树脂为基料,以聚磷酸铵、尿素为阻燃体系,通过加入不同掺量的钛酸酯偶联剂改性β-环糊精(β-CD),提高阻燃效果。通过红外光谱仪(FT-IR)、锥形量热仪(CONE)、热重分析仪(TG)、差热扫描量热仪(DSC)等,研究改性β-CD的含量对膨胀型防火涂料的火安全性的影响,使用Coats-Redfern积分法计算涂料的热解动力学。研究结果表明：改性β-CD能有效地提高涂料的阻燃性能,当β-CD为1wt%时拥有最佳阻燃性能,1wt%改性β-CD能够提高涂层的蓄热能力,延缓APP的分解和抑制碳质材料的分解,进而提高涂料的阻燃性能。通过热解动力学拟合曲线得出,1wt%的样品能在253℃以后显著提高反应的活化能,提高涂层的阻燃性。     

GP/APP膨胀阻燃体系对硅橡胶复合材料阻燃及抑烟性能的影响

为了探究石墨粉 (GP) 与聚磷酸铵 (APP) 膨胀阻燃体系对硅橡胶复合材料的阻燃及抑烟特性的影响,采用锥形量热仪 (CCT)、热重分析仪 (TG) 及极限氧指数测试仪 (LOI) 对阻燃硅橡胶复合材料进行表征。研究结果表明:与单独添加膨胀阻燃剂APP的阻燃硅橡胶相比,添加GP/APP膨胀阻燃体系可有效提升燃烧过程中形成的膨胀碳层的致密度,降低阻燃硅橡胶复合材料的热释放速率及总烟释放量,提高阻燃硅橡胶复合材料高温阶段的热稳定性,提升阻燃硅橡胶复合材料的燃烧成炭率和质量保持率; 使阻燃硅橡胶复合材料的氧指数值增大。     

聚磷腈/氢氧化镁协同阻燃聚丙烯的研究

为改善氢氧化镁阻燃聚丙烯的力学和阻燃性能,合成一种新型氢氧化镁协同阻燃试剂聚二(乙醇)磷腈,并制备聚磷腈/氢氧化镁复合阻燃材料。用红外光谱(IR)和氢核磁共振仪(H-NMR)研究阻燃剂聚二(乙醇)磷腈的化学结构,并利用扫描电子显微镜(SEM)、电子万能试验机和氧指数测定仪,研究聚磷腈/氢氧化镁复合阻燃材料添加量对聚丙烯的结构、力学性能和阻燃性能的影响。研究结果表明:这种复合阻燃材料具有较好的阻燃效果,且能使聚丙烯力学性能有一定程度的提高。这些结果主要归功于聚磷腈不仅起到协同阻燃作用,而且还作为氢氧化镁的分散剂,提高了氢氧化镁粒子在聚丙烯中的分散度及界面结合力。     

消防服用织物热防护性能测试分析与研究

热防护性能(Thermal protective performance—TPP)是阻燃型服装或织物隔热防护性能重要指标。本文在已研制的一种模拟人体皮肤及体形的高温"圆筒仪"上进行了改进,并用其测试阻燃服装织物的热防护性能。用膜电偶测量模拟皮肤器表面温升率,并结合烧伤积分模型的评价方法来计算达到二级烧伤的防热时间。与其它一维平面测试装置相比,本装置可较为准确评估实际服装热收缩特征对服装热防护性能的影响。     

成炭型有机大分子/层状无机物复合成炭剂的制备及应用研究

层状无机物在聚合物基体中易团聚,限制了其在聚合物材料中的规模化应用。本工作通过将有机改性蒙脱土(OMMT)与一种具有超支化结构的磷氮大分子化合物HTPPP(以三嗪结构为基础,通过焦磷酸结构连接)在醇水体系中混合溶胀,再经过高温脱水,制备成HTPPP插层、剥离的OMMT成炭型有机大分子/层状无机物复合成炭剂(HTPPP-OMMT)。XRD测试表明层状结构的OMMT能够在HTPPP中被完全剥离。OMMT的复合降低了HTPPP的水溶性,并提高了其热稳定性。将有机/无机复合成炭剂HTPPP-OMMT作为单组分无卤膨胀阻燃剂应用于聚丙烯(PP),阻燃测试表明HTPPP-OMMT复合成炭剂的阻燃效率高于HTPPP。这是由于其在材料燃烧过程中能够催化形成更加致密的膨胀多孔炭层,而炭层在高温下的热氧稳定性更好。此外,有机/无机复合改善了HTPPP-OMMT在PP的相容性,能提高材料的力学和耐析出性能。     

外墙保温材料在火灾中的燃烧现象小尺寸实验研究

利用外墙保温材料的小尺寸燃烧实验来研究外墙保温材料在火灾过程中的燃烧特性,分析总结外墙保温材料在火灾过程中的燃烧现象.建立外墙保温材料火灾实验模型,对外墙保温材料火灾实验的实验方法以及数据测定方式进行了介绍.采用不同阻燃性质的保温材料,研究阻燃成分阻止竖向燃烧的效果.观察不同的保温材料在燃烧过程中的点燃性能.根据材料的阻燃性能、点火位置、固定方式的不同,总结燃烧痕迹的变化规律.分析非阻燃材料在燃烧的过程中的熔滴生成,发现产生的熔滴对未燃保温材料的点燃现象.观察不同的保温材料在燃烧过程中的烟气生成及烟气层的形成.通过小尺寸火灾试验的方法来研究建筑外墙保温材料火灾的特性,提出使用阻燃型外墙保温材料的必要性.