MoO_3对膨胀型防火涂料残炭的影响

为了研究膨胀型防火涂料的炭层稳定性,本文采用热重分析(TGA)研究了MoO3对膨胀型防火涂料残炭率的影响。试验结果表明,掺入MoO3能降低涂料的分解速度,增加残炭量;并且随MoO3掺量的增加,残炭量增加。在此基础上,研究了MoO3对该涂料各组分残炭量的影响,TGA分析表明,MoO3能提高树脂基体、聚磷酸铵、季戊四醇和聚磷酸铵/季戊四醇的残炭量。此外,对掺入9%MoO3的涂料试样进行差示扫描量热法(DSC)测试,发现在665℃出现了新的放热峰,推断可能有新物质生成;对该试样灼烧后,以X-衍射(XRD)测试,结果发现该试样的热分解产物中含有MoO2、MoOPO4和少量的MoO3等物质,这与DSC的测试结果吻合。

焦油沥青基COPNA树脂的合成研究

为了改善焦油沥青COPNA树脂较差的耐热性以及较低的残炭量,采用戊二醛代替部分三聚甲醛合成了改性焦油沥青基COPNA树脂,红外分析确认了醛羰基与稠环的加成反应。软化点和热失重分析表明,戊二醛能够较好地交联稠环芳烃,随戊二醛用量的增加,树脂的交联效果以及残炭量均有提高。当交联剂用量1.0mol,戊二醛/三聚甲醛摩尔比为2∶8时,树脂残炭量达42.2%,比焦油沥青高7.2%。

水滑石对IFR/LGFPP性能的影响

通过熔融共混法制备了水滑石/膨胀阻燃剂/长玻纤增加聚丙烯(LDH/IFR/LGFPP)复合材料,利用氧指数(OI)、热失重分析(TGA)和力学对复合材料进行测试,考察LDH对IFR/LGFPP性能的影响。结果表明:LDH在适量的添加量下可以提高IFR/LGFPP的氧指数和力学性能;LDH的加入提高了膨胀炭层在高温时的稳定性和残炭量。当LDH添加量为1%时,IFR/LGFPP的氧指数达到24.1%,拉伸强度提高至108.5 MPa,弯曲强度提高至131.6 MPa,冲击强度提高至23.4 kJ/m2。

水性超薄膨胀型钢结构防火涂料的制备

以有机硅改性的丙烯酸酯乳液为基料,多聚磷酸铵(APP)、季戊四醇(PER)、三聚氰胺(MEL)为膨胀阻燃体系,制备水性超薄膨胀型钢结构防火涂料;采用硼酸和可膨胀石墨(EG)改性防火涂料。研究表明,同时用w(硼酸)=4%,w(EG)=5%改性防火涂料,涂层的耐火极限达到93 min,热失质量分析(TGA)测试表明w(硼酸)=4%,w(EG)=5%共同改性的防火涂料在700℃时最终残炭量是44%。扫描电镜(SEM)分析结果表明硼酸/EG改性的残炭层形成了致密的"蜂窝"状结构。

膨胀蛭石在防火涂料中的阻燃和抑烟作用

以硅丙乳液为成膜物质,聚磷酸铵、季戊四醇和三聚氰胺为膨胀阻燃体系,添加不同量的膨胀蛭石作为协效阻燃抑烟剂,制备水性膨胀型防火涂料。采用小室燃烧法、隧道燃烧法、大板燃烧法、烟密度测试法、热重分析和差热分析研究膨胀蛭石对防火涂料的阻燃和抑烟作用。结果表明:膨胀蛭石的加入有效提高了防火涂料的阻燃性能和抑烟性能。添加5%的膨胀蛭石时,试样的质量损失、炭化体积和火焰传播比值分别下降了17.18%、49.33%和32.81%,烟密度等级从16.80%降至6.74%。热重分析和差热分析表明,膨胀蛭石的阻燃和抑烟作用主要为提高防火涂料的最终残炭量和炭层的稳定性,减少气相挥发物的生成和热量的传递。添加5%的膨胀蛭石便可使试样的残炭量增加10.64%,炭层初始分解温度从505.4℃提高到547.3℃。

循环流化床内煤矸石一维燃烧模型

为研究煤矸石在循环流化床锅炉内的燃烧性能,建立了预测煤矸石在锅炉内燃烧后的飞灰底渣残炭量的一维燃烧数学模型。建模采用＂小室模型＂的方法,将炉膛沿高度方向划分为多段小室,分别建立了质量平衡、动量平衡和组分平衡方程,计算得到了煤矸石燃烧特性沿炉膛高度的一维分布结果。与其他煤矸石燃烧模型不同的是,该模型详细考虑了锅炉内部气固流动、多孔介质传质和化学反应过程,并且耦合了颗粒在循环流化床锅炉的一维停留时间分布模型,模拟了颗粒在炉膛内部的流动过程。通过对模型的计算,得到矸石在循环流化床锅炉中的燃烧速率控制因素,以及矸石燃烧后的飞灰底渣残炭量与矸石物性参数和锅炉运行参数的关系。利用该模型计算并分析得到：矸石燃烧速率由灰层传质速率控制;选取灰层孔隙率大的矸石、增大锅炉热负荷、选取7m/s的风速、投入100～1 000μm的颗粒燃烧效率最高,飞灰或底渣残炭量最低。

催化油浆重质芳烃制备沥青树脂

以催化油浆重质芳烃为原料,苯甲醛为交联剂,在浓硫酸作催化剂条件下,合成沥青树脂。采用FTIR探究了反应机理,采用TGA考察了合成树脂的热重反应性能。通过单因素实验,考察了合成条件对沥青树脂软化点、残炭量、收率的影响。结果表明,反应机理为质子催化下的缩聚反应;合成树脂的工艺条件为:交联剂用量70%,反应时间为5 h,反应温度为130℃,催化剂用量为6%。合成树脂的收率为83.2%,残炭量为27.6%,软化点为76.5℃。

钛铬棕在聚丙烯阻燃色母粒中的应用

使用钛铬棕和膨胀型阻燃剂制备了聚丙烯阻燃色母粒,并研究了钛铬棕对聚丙烯阻燃和色彩性能的影响。结果表明:钛铬棕替代部分阻燃剂所得母粒添加到制品中,当钛铬棕质量分数为1.33%时LOI达34.3%,且UL-94测试为V-0级。热失重分析表明:少量钛铬棕可促进体系成炭并提高制品热氧稳定性,当制品中钛铬棕质量分数为2.00%时,残炭量提高了61.95%。同时反射率曲线表明:钛铬棕赋予了制品红黄色彩,并对制品的着色性能良好。

津布巴铁精矿含碳球团还原实验研究

高炉炼铁工艺中炼焦、球团、烧结工序是主要污染源,本实验模拟转底炉工艺采用煤粉为还原剂实现直接还原铁的清洁生产。实验以津布巴铁精矿为原料,对该铁精矿进行XRD分析、扫描电镜分析和热失重分析。实验采用含碳球团焙烧还原工艺,通过四因素三水平正交实验研究各因素对焙烧球团的金属化率的影响。结果表明:在含碳球团焙烧还原过程中,对金属化率的影响程度从大到小的因素分别为焙烧温度、碱度、焙烧时间和配碳量,其中,当配碳量为1.0,温度为1 150℃,碱度为0.37,焙烧时间为25 min是得到高金属化率焙烧球团的最佳条件,球团焙烧后的残炭量与焙烧温度和碱度也有较大关系,最终球团金属化率均在80%以上。

抗氧化性可膨胀石墨的制备及其阻燃性能

建立了一种抗氧化性可膨胀石墨的制备方法.采用正交实验及单因素实验确定了可膨胀石墨的适宜制备条件:天然石墨C与KMnO4、质量分数98%H2SO4及Na4P2O7的质量比为1.0∶0.20∶5.0∶0.60,反应前硫酸用去离子水稀释至70%(质量分数),在40℃下反应40min,得普通可膨胀石墨(EG1);将EG1用去离子水洗涤脱色后,再用一定浓度的蔗糖硼酸脂镁溶液浸渍,经过脱水、60~80℃下干燥后得起始膨胀温度165℃、膨胀容积400mL/g的抗氧化性可膨胀石墨(EG).通过氧指数测定、热重和差热分析等手段考察了该EG对线性低密度聚乙烯(LLDPE)的阻燃性能.结果表明:添加未经蔗糖硼酸脂镁处理的EG1为阻燃剂使LLDPE氧指数提高到26.1%;添加30%(质量分数)EG可以使LLDPE的氧指数提高到29.8%,而残炭量可由18.6%提高至23.4%,说明在高温下EG可形成高热稳定性炭层,从而实现良好的阻燃性能.进一步分析了LLDPE/EG/APP(Ⅰ)(聚磷酸铵)体系可能的阻燃机理,并考察了阻燃剂的加入对LLDPE的拉伸强度的影响.

抗熔滴阻燃聚酯的性能研究

在聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）的合成过程中添加不同量的功能改性剂（路易斯酸ZnCl2、阻燃剂等）制备阻燃聚酯;利用差示扫描量热仪、热失重分析仪、极限氧指数仪、水平燃烧仪、扫描电子显微镜等研究聚酯的热性能、燃烧性能、熔体滴落情况及燃烧前后的成炭形貌等.结果表明：在PET中添加路易斯酸,极限氧指数（LOI）升高到26％ ～27％,最终残炭量提高,燃烧产物表面形成的炭层较PET燃烧残炭层更加致密,抗熔滴性能得到改善;添加路易斯酸和阻燃剂后,LOI及残炭量进一步提高,LOI达31％～ 32％,燃烧残炭的表面致密,PET的抗熔滴性能更好.

阻燃剂对低烟无卤聚烯烃电缆料性能的影响

以EVA/LLDPE/POE共混物为基体,氢氧化铝(ATH)和氢氧化镁(MDH)为阻燃剂,采用熔融共混法制备了无卤阻燃聚烯烃电缆料。采用SEM观察无机阻燃剂在基体中的分散状态,并研究不同种类阻燃剂及其用量对无卤阻燃电缆料力学性能、热稳定性和阻燃性能的影响。结果表明:当ATH和MDH的质量比为126∶12时,阻燃剂在聚合物基体中的分散状态最佳;随着阻燃剂用量的增加,复合材料的力学性能下降,氧指数提高;与单一ATH阻燃体系相比,ATH/MDH复配使材料的热降解温度提高,热稳定性增强;ATH/MDH的加入使材料的热释放速率峰值和烟生成速率峰值降低,火灾性能指数提高,炭层结构更优,残炭量高达42.74%。

螺环磷-氮协同反应型阻燃剂的合成及在环氧树脂中的应用

以三丙酮二胺、季戊四醇和三氯氧磷为原料,通过一锅法制备出一种新型环氧树脂反应型阻燃固化剂SPDPT,通过傅里叶变换红外光谱、核磁共振氢谱和磷谱,证明SPDPT制备成功。以4’,4-二氨基二苯砜(DDS)为共固化剂,共同固化环氧树脂制备了本征型阻燃环氧固化物(EP/DDS/SPDPT)。热重分析结果表明,SPDPT的加入能提高EP热固性材料燃烧后的残炭量。当磷质量分数为1.0%时,EP/DDS/SPDPT-4样品的LOI值为26.4%,UL94达到V-0级。在环氧固化物中,其拉伸强度最高达到了37.2 MPa,弯曲强度最高达到了63.8 MPa,冲击强度最高达到了21.6 kJ/m^2。

石墨烯微片对环氧树脂热性能的影响研究

研究石墨烯微片(GNS)对特种环氧树脂(AG-80/JD-919)的热稳定性和燃烧性能的影响。首先采用溶液共混法将GNS添加到环氧树脂中,并利用热重分析仪(TGA)和锥形量热仪(CCT)分别对阻燃环氧树脂进行热稳定性和阻燃性能的测试分析。结果表明,GNS添加量为6%时,环氧树脂的残炭量提高了4.6%,同时峰值热释放速率(pHRR)和总热释放量(THR)分别降低了40.63%和15.43%。因此,GNS能够改善环氧树脂的热稳定性及其阻燃性能,这主要与GNS在环氧树脂基体热分解过程能够起到物理阻隔作用有关。

磷氮阻燃剂ATZ对涤纶织物的阻燃整理

以2-氨基噻唑、对羟基苯甲醛和9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)为原料合成新型磷氮阻燃剂ATZ,用傅里叶变换红外光谱、核磁共振氢谱和磷谱进行分子结构表征。结果表明ATZ热稳定性较好,溶解度参数为24.09 J1/2/cm3/2,与涤纶较为接近,所以对涤纶有较好的亲和力。利用ATZ对涤纶进行阻燃整理,涤纶的垂直燃烧损毁长度由10.0 cm降为3.7 cm,续燃时间由30 s降为0 s,无熔滴,残炭量由16.5%增为19.3%,对基材提供隔绝保护作用。

双锥形造气炉技术改造

对传统造气炉如何降低"无功煤耗"进行了详细分析,叙述了应采取的措施,对双锥形造气炉型式、尺寸、布置、配置等方面及运行状况进行了介绍。

阻燃剂对低烟无卤聚烯烃电缆料性能的影响

以EVA/LLDPE/POE共混物为基体,氢氧化铝(ATH)和氢氧化镁(MDH)为阻燃剂,采用熔融共混法制备了无卤阻燃聚烯烃电缆料。采用SEM观察无机阻燃剂在基体中的分散状态,并研究不同种类阻燃剂及其用量对无卤阻燃电缆料力学性能、热稳定性和阻燃性能的影响。结果表明:当ATH和MDH的质量比为126∶12时,阻燃剂在聚合物基体中的分散状态最佳;随着阻燃剂用量的增加,复合材料的力学性能下降,氧指数提高;与单一ATH阻燃体系相比,ATH/MDH复配使材料的热降解温度提高,热稳定性增强;ATH/MDH的加入使材料的热释放速率峰值和烟生成速率峰值降低,火灾性能指数提高,炭层结构更优,残炭量高达42.74%。

高物质的量比低游离酚热塑性酚醛树脂的合成工艺

为降低耐火材料用酚醛树脂中游离酚的含量,选择苯酚与甲醛物质的量比1∶1.5,分步加入甲醛,醋酸锌为催化剂,添加质量分数2%,糠醇为溶剂,在60～85℃下制备了液态热塑性酚醛树脂,对产品的物化性能进行了测试并以红外光谱对其结构作了表征。结果表明,该工艺合成的酚醛树脂存在高邻位取代结构,残炭量达到45.66%,游离酚质量分数为1.87%。以原料中苯酚的量计算,产率可达到148.8%。

阻燃苎麻/酚醛树脂复合材料的制备及性能

采用磷酸酯类和氮磷类两种不同类型的阻燃剂处理苎麻织物,并与酚醛树脂复合制备苎麻/酚醛树脂层压板,发现氮磷类阻燃剂能够更好地提高酚醛层压板的阻燃性能。氮磷类阻燃剂处理苎麻织物后使层压板的极限氧指数由25.2%提高到39.1%,并达到垂直燃烧试验UL94的V0级,而磷酸酯类处理只能使极限氧指数提高到27.8%。锥形量热试验发现氮磷类的阻燃剂处理后使层压板的残炭量增加,点燃时间大幅度延长,而峰值热释放速率和平均烟密度则显著降低。同时,阻燃剂处理苎麻织物时,对麻纤维结构的破坏很小,因此对材料力学性能影响很小。