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基于化学与物理途径调控的低热释放高分子材料研究进展
1
作者 余荣华 刘杰 唐涛 《中国材料进展》 CAS CSCD 北大核心 2024年第8期673-681,696,共10页
高分子材料在生活中广泛应用,但其大部分由碳氢元素组成且易燃,具有潜在的火灾危险性。降低高分子材料燃烧热释放是提高其火安全性的关键。高分子材料在高温下产生的可挥发热解产物扩散到气相并和氧气发生燃烧反应是放热的根本原因。因... 高分子材料在生活中广泛应用,但其大部分由碳氢元素组成且易燃,具有潜在的火灾危险性。降低高分子材料燃烧热释放是提高其火安全性的关键。高分子材料在高温下产生的可挥发热解产物扩散到气相并和氧气发生燃烧反应是放热的根本原因。因此,控制可挥发热解产物的生成量与扩散速度以及在气相中的燃烧反应是降低高分子材料燃烧热释放的基本方法。介绍了作者团队基于化学与物理途径降低高分子材料燃烧热释放的研究进展,主要包括以下3种途径:①调控聚合物碳化反应,将降解产物尽可能固定在凝聚相区域,减少可燃挥发组分的释放;②采用不同策略对炭层结构进行优化,增强阻隔作用,抑制可燃组分的传质和传热;③抑制气相燃烧反应,降低燃烧效率。通过探索聚合物结构、残炭炭层结构与热释放之间的内在关系,提出了热分解机理和高质量炭层形成机制,为低热释放高分子材料的设计与开发提供新思路。 展开更多
关键词 阻燃 聚合物材料 碳化反应 炭层结构 燃烧反应
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可膨胀石墨阻燃ABS分解成炭性能研究 被引量：6
2
作者 王志伟 李荣勋 +1 位作者 周兵 刘光烨 《塑料科技》 CAS 北大核心 2011年第2期43-47,共5页
通过观测可膨胀石(墨EG)的宏观和微观结构,探讨了EG的分解成炭性能,利用热失重分析仪研究了EG与EG阻燃ABS的热失重行为,并采用扫描电镜观察了EG阻燃ABS膨胀炭层的微观结构。结果表明:EG自身膨胀后具有独特的"蠕虫"状结构,使E... 通过观测可膨胀石(墨EG)的宏观和微观结构,探讨了EG的分解成炭性能,利用热失重分析仪研究了EG与EG阻燃ABS的热失重行为,并采用扫描电镜观察了EG阻燃ABS膨胀炭层的微观结构。结果表明:EG自身膨胀后具有独特的"蠕虫"状结构,使EG炭层具有尺寸效应和负载作用;EG阻燃ABS形成了致密、耐高温的膨胀炭层,发挥隔氧、隔热作用,并且炭层呈现多孔的发泡堆砌结构,结构稳定性提高;EG膨胀炭层的负载催化作用促进了ABS的热氧降解反应和交联成炭反应同,时EG炭层能够保护ABS成炭产物提,高实际残炭量。 展开更多
关键词 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物 可膨胀石墨 阻燃 炭层结构 热失重分析
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PP／纳米蒙脱土复合材料炭层结构对阻燃性能的影响 被引量：5
3
作者 孙佩佩 白卯娟 张军 《合成树脂及塑料》 CAS 北大核心 2011年第4期58-60,64,共4页
采用熔融插层法制备了不同纳米蒙脱土含量的聚丙烯(PP)/有机蒙脱土(OMMT)和PP/无机蒙脱土(MMT)复合材料,且评价了复合材料的阻燃性能;采用数码相机、扫描电子显微镜观察了燃烧残余物结构。加入OMMT可显著提高PP/OMMT的阻燃性能;纯PP的... 采用熔融插层法制备了不同纳米蒙脱土含量的聚丙烯(PP)/有机蒙脱土(OMMT)和PP/无机蒙脱土(MMT)复合材料,且评价了复合材料的阻燃性能;采用数码相机、扫描电子显微镜观察了燃烧残余物结构。加入OMMT可显著提高PP/OMMT的阻燃性能;纯PP的热释放速率(HRR)峰值为1337.59kW/m^2;w(OMMT)分别为5%,10%的PP/OMMT的HRR峰值分别为1035.86,588.27kW/m^2,与纯PP相比,分别降低了22.56%,56.02%;PP/MMT复合材料的阻燃性能提高不明显。PP/OMMT复合材料的燃烧过程中形成的炭层结构对其阻燃性能有重要影响。 展开更多
关键词 聚丙烯 纳米蒙脱土 复合材料 炭层结构 阻燃性能
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PP/OMMT纳米复合材料炭层结构的热失重分析 被引量：2
4
作者 孙佩佩 张军 《现代塑料加工应用》 CAS 北大核心 2011年第2期48-51,共4页
采用扫描电镜观察聚丙烯(PP)/有机蒙脱土(OMMT)纳米复合材料不同燃烧时间燃烧残余物断面的微观形貌,利用热失重分析方法对不同燃烧时间形成的皮层和蜂窝层的热稳定性和热分解特性进行分析研究并与炭渣结构特征相关联。结果表明,在燃烧5... 采用扫描电镜观察聚丙烯(PP)/有机蒙脱土(OMMT)纳米复合材料不同燃烧时间燃烧残余物断面的微观形貌,利用热失重分析方法对不同燃烧时间形成的皮层和蜂窝层的热稳定性和热分解特性进行分析研究并与炭渣结构特征相关联。结果表明,在燃烧55 s后开始形成表面层,至190 s时形成皮层和蜂窝层结构,而且随燃烧的进行PP不断分解,皮层中PP含量不断减少,形成的含碳蒙脱土片层增加,有较好的保护作用,起到了阻燃作用。蜂窝层中蒙脱土含量相比有机物的较少,热稳定性较皮层差,但它扩充了炭层的体积,也有一定的阻燃作用,正是皮层和蜂窝层的组合对复合材料起到阻燃作用。 展开更多
关键词 聚丙烯 有机蒙脱土 纳米复合材料 阻燃 炭层结构 热失重分析
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膨胀型防火涂层炭层有效导热系数的影响因素研究 被引量：1
5
作者 邢丽萍 张峰 《涂料工业》 CAS CSCD 北大核心 2022年第9期51-56,共6页
通过向环氧树脂中添加聚磷酸铵(APP)、季戊四醇(PER)以及一种新型生物基阻燃剂茶皂素(TS),制备了环氧膨胀型防火涂层。为了定量表征膨胀型防火涂层膨胀炭层的有效导热系数,基于锥形量热仪燃烧实验,通过实时测量炭层内部和钢板背面的温... 通过向环氧树脂中添加聚磷酸铵(APP)、季戊四醇(PER)以及一种新型生物基阻燃剂茶皂素(TS),制备了环氧膨胀型防火涂层。为了定量表征膨胀型防火涂层膨胀炭层的有效导热系数,基于锥形量热仪燃烧实验,通过实时测量炭层内部和钢板背面的温度分布,研究了膨胀炭层的有效导热系数和炭层形貌。并利用数字图像处理技术对扫描电镜(SEM)下观察到的炭层微观形貌图片进行处理和分析,得到炭层内部的泡孔分布和孔隙率的变化情况。结果表明:涂层中茶皂素(气源)的添加量在4%时,隔热性能最佳,炭层的有效导热系数约为0.047 W/(m·K),所选取内部炭层的孔隙率约为20.87%。热辐射功率对炭层的有效导热系数也有显著影响。 展开更多
关键词 膨胀型防火涂层 有效导热系数 炭层结构 孔隙率
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HIPS/OMMT纳米复合材料燃烧炭渣结构分析
6
作者 白卯娟 张军 《现代塑料加工应用》 CAS 北大核心 2011年第6期10-13,共4页
采用扫描电子显微镜(SEM)及热重分析(TGA)方法对高抗冲聚苯乙烯(HIPS)/有机蒙脱土(OMMT)纳米复合材料在锥形量热仪试验中不同燃烧时间段形成炭渣的结构、热稳定性和热分解特性进行了分析研究。结果表明,复合材料在热释放速率为峰值时开... 采用扫描电子显微镜(SEM)及热重分析(TGA)方法对高抗冲聚苯乙烯(HIPS)/有机蒙脱土(OMMT)纳米复合材料在锥形量热仪试验中不同燃烧时间段形成炭渣的结构、热稳定性和热分解特性进行了分析研究。结果表明,复合材料在热释放速率为峰值时开始形成皮层-窝层组合的炭层结构,皮层中形成少量热稳定性较好的碳质物,提高了皮层的热稳定性,燃烧结束时碳质物被氧化,留下蒙脱土(MMT)片层;窝层热稳定性较差,但增大了炭层的体积;皮层和窝层的组合对复合材料起到阻燃作用,其中皮层起主要作用。 展开更多
关键词 高抗冲聚苯乙烯 纳米复合材料 阻燃 聚合物层状硅酸盐 炭层结构 热稳定性
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