硼酸锌对PVC力学及阻燃性能的影响

通过ＴＧＡ、极限氧指数测定、ＳＥＭ和力学性能测定研究了ＰＶＣ／硼酸锌体系的热降解行为、阻燃性能和力学性能。研究结果表明，在ＰＶＣ中加入５％经偶联剂和振磨处理的硼酸锌，ＰＶＣ的冲击强度、拉伸强度和极限氧指数均得到了明显提高。ＰＶＣ中加入硼酸锌后，在ＰＶＣ热降解过程中、硼酸锌释放出的结合水能吸收ＰＶＣ放出的氯化氢，生成的氯化锌使ＰＶＣ脱氯化氢的反应活化能降低，反应速度加快，但使ＰＶＣ脱氯化氢后分子链倾向于形成反式多烯链结构，有利交联和炭化反应，使ＰＶＣ热失重明显减少，成炭量增加。硼酸锌可以用作ＰＶＣ的阻燃和抑烟剂。

三氧化钼复合抑烟阻燃硬质PVC裂解性能研究

研究了三氧化钼(MoO_3)、硼酸锌(ZB)和聚磷酸铵(APP)的用量和配比对硬质PVC抑烟阻燃性能的影响；抑烟阻燃组分对材料裂解产物的影响,并探讨了抑烟阻燃机理。结果表明,MoO_3、ZB和APP的用量分别为3%、1%和10%时,PVC材料的最大烟密度由100降低到72．5,烟密度等级由87．7降低到53．2,氧指数由43．0%提高到58．0%。热失重和高温裂解色质联用色谱分析结果表明,没有经过改性的PVC在失重第一阶段不但脱去大量的HCl气体,使大分子主链形成较长的顺式共轭结构,而且该共轭链在裂解温度下发生了较多的环化反应,生成大量的苯、萘、茚等芳香族化合物及其同系物。MoO_3-ZB-APP组分明显促进了PVC脱去HCI的反应,使共轭分子链主要形成不易发生环化反应的反式结构,显著减少了芳香化合物有害气体的生成,使材料的发烟量降低。

ZnO与Mg(OH)_2在软PVC中的协同阻燃消烟作用

用热分析的方法研究了ZnO和Mg(OH)2复合阻燃剂对软PVC的协同阻燃消烟作用,考察了经阻燃处理的软PVC从室温到800℃的热降解过程,用Kissinger方程给出了热降解反应的活化能。通过极限氧指数(LOI)、剩炭率、烟密度等级(SDR)和最大烟密度(MSD)的测定以及用电子扫描显微镜(SEM)对燃烧后所生成炭层的观察,探讨了协同体系阻燃抑烟的机理。结果表明:经阻燃处理的样品尤其是加入适量ZnO和Mg(OH)2复合阻燃剂的样品具有较高的极限氧指数(LOI)和剩炭率、较低的烟密度等级(SDR)和最大烟密度(MSD),与未处理的样品相比具有较好的阻燃和消烟性能。ZnO的加入可改变PVC的热降解过程,使起始降解温度降低,并且使反应的活化能增大,可能属于固相Lewis酸催化机理。

蓖麻油基含硅阻燃增塑剂的合成及其在聚氯乙烯中的应用

为提高增塑剂的阻燃性能,以可再生资源蓖麻油合成了一种蓖麻油基含硅阻燃增塑剂(Si-ECO),并将其应用到聚氯乙烯(PVC)中。首先将蓖麻油与三甲基氯硅烷反应得到中间体(Si-CO),再与双氧水、甲酸等进行环氧化得到最终产品。采用傅里叶红外光谱(FT-IR)和核磁共振氢谱(~1H NMR)对分子结构进行表征。将该蓖麻油基含硅增塑剂与PVC以及其他助剂进行共混注塑,得到不同含量Si-ECO的PVC树脂。以动态机械分析(DMA)、热重(TG)以及极限氧指数(LOI)等方法测试共混树脂的热力学性能和阻燃性能;以万能力学试验机表征力学性能。试验结果表明:随着Si-ECO阻燃增塑剂含量的增加,其热稳定性有所提高,同时残炭量也增加到4.72%;通过DMA分析可知,该蓖麻油基增塑剂Si-ECO与PVC具有良好的相容性,且能有效提高树脂的阻燃性能,体系的LOI从25.0增加到30.7,热释放速率(HRR)和总释放热(THR)分别为263.14 k W/m^2和29.5 MJ。以蓖麻油为基础合成具有阻燃功能的增塑剂具有广阔的发展前景。

锡酸锌对软质聚氯乙烯的阻燃和抑烟作用

采用氧指数法、热重分析及烟密度测试法就锡酸锌对软质PVC的阻燃抑烟行为进行了研究。发现锡酸锌不仅是软质PVC的良好阻燃剂 ,更是一种性能优异的抑烟剂 ,添加 15份时 ,最大烟密度只是空白试样的 32 .5 % ,氧指数为 30 .8。

CuO对硬质PVC热解、阻燃和抑烟的锥形量热仪(CONE)研究

通过利用锥形量热仪（ Ｃ Ｏ Ｎ Ｅ）实验获得的热失重速率（ Ｍ Ｌ Ｒ）、热释放速率（ Ｈ Ｒ Ｒ）、有效燃烧热（ Ｅ Ｈ Ｃ）、烟释放速率（ Ｓ Ｐ Ｒ）和点燃时间（ Ｔ Ｔ Ｉ）等参数研究了氧化铜对 Ｐ Ｖ Ｃ热降解行为、阻燃和抑烟的影响。研究表明，氧化铜促进了 Ｐ Ｖ Ｃ早而快地脱 Ｈ Ｃｌ，并且明显降低了链段的裂解速度，促进了成炭量的增加。因此， Ｃｕ Ｏ 明显降低了 Ｈ Ｒ Ｒ 和 Ｓ Ｐ Ｒ，说明它具有良好的阻燃性和抑烟性。氧化铜使 Ｐ Ｖ Ｃ的点燃时间缩短，并使挥发物有利于气相燃烧反应。由于 Ｃｕ Ｏ 促进阴燃，从而导致总热释放量增加。

氧化锌和氢氧化物对软聚氯乙烯阻燃性能的影响

ZnO and metal hydroxides as flame-retardants and smoke suppressants for flexible poly(vinyl chloride) were studied.The thermal degradation in air of flexible PVC treated with flame-retardants ZnO and metal hydroxides was studied with differential thermal analysis and thermogravimetry from ambient temperature to 1073 K.The kinetic parameters were obtained by using the equation of Kissinger, Broido and Vyazovkin.Their mechanisms were studied through comparing the thermal behavior with the flame retardant properties of the samples.The results showed that the flame retardant properties of the samples treated with ZnO and metal hydroxides were related to the thermal behavior of the samples.Metal hydroxides enhanced the activation energy of degradation and the flame retardant properties of the samples through endothermic dehydration.ZnO might act in the condensed phase as a Lewis acid.

阻燃抗静电耐冲击UPVC管材料的研制

制备了具有阻燃、抗静电和耐冲击性能的硬质聚氯乙烯(UPVC)管材专用料,分析了炭黑用量和表面处理对材料性能的影响。结果表明:炭黑用量过少(小于6 phr)时,材料的导电能力减弱;炭黑用量过多(大于10 phr)时,材料的抗冲击性能变差,阻燃性能下降。炭黑未经过表面处理且用量为10 phr左右时,UPVC材料的综合性能最优。

SnO_2与氢氧化物复合阻燃剂对软PVC的阻燃消烟作用

研究了SnO2和无机氢氧化物阻燃剂对软PVC的阻燃消烟作用。通过热分析的方法研究了阻燃处理后的软PVC从室温到800℃的热降解过程,通过剩炭率的测定以及用电子扫描显微镜(SEM)对燃烧后所生成炭层的观察探讨了不同体系的阻燃抑烟的机理。结果表明:经SnO2和氢氧化物复合阻燃处理的样品具有较高的极限氧指数(LOI)和剩炭率,烟密度等级(SDR)和最大烟密度(MSD)明显降低,与未处理的样品相比具有较好的阻燃和消烟性能。SnO2的加入可改变PVC的热降解过程,使起始降解温度降低,SnO2可能是在凝聚相和气相同时起作用,但主要是在凝聚相起Lewis酸催化作用。

ZnO与Al(OH)_3在阻燃软PVC中的协同阻燃消烟作用

研究了ZnO和Al(OH)3复合阻燃剂对软PVC的协同阻燃消烟作用。通过热分析的方法研 究了阻燃处理后的软PVC从室温到800℃的热降解过程,用Kissinger方程给出了热降解反应的活化能,通过剩炭率的测定以及用电子扫描显微镜(SEM)对燃烧后所生成炭层的观察探讨了协同体系阻燃抑烟的机理。结果表明:经阻燃处理的样品具有较高的极限氧指数(LOI)、剩炭率较低的烟密度等级(SDR)和最大烟密度(MSD),与未处理的样品相比具有较好的阻燃和消烟性能。加入适量的ZnOAl(OH)3复合使用可明显地提高软PVC的LOI和剩炭率,降低材料的SDR和MSD。ZnO的加入可改变PVC的热降解过程,使起始降解温度降低并且使反应的活化能增大,可能属于固相Lewis酸催化机理。

硼酸锌/三氧化钼复配型阻燃抑烟剂对聚氯乙烯燃烧性能的影响

利用极限氧指数、热失重测试、建筑材料烟密度等级测试、扫描电镜等方法研究了硼酸锌(ZB)和三氧化钼(Mo O3)对聚氯乙烯(PVC)燃烧性能的影响。研究结果表明,ZB和Mo O3都具有较好的阻燃效果,ZB的阻燃效果优于Mo O3;而Mo O3的抑烟效果优于ZB,二者具有较好的协同抑烟作用,当添加10 phr配比为2∶8的ZB/Mo O3时,可使PVC体系的最大烟密度值(MSD)从58.07降到37.84,烟密度等级(SDR)从45.06降低到27.02,燃烧后物质的质量残留量大幅度提高。添加ZB和Mo O3的PVC燃烧后,表面会形成一层致密的结构,该结构有利于阻止外界环境中的氧气和热量进入材料内部;材料内部会形成更小的孔洞,进一步证明了ZB和Mo O3的加入使材料燃烧后的炭层结构更加致密,不易坍塌。

复合型阻燃剂对聚氯乙烯的阻燃抑烟作用研究

采用微胶囊红磷(MRP)、硼酸锌(ZnBO_3)、氢氧化铝(ATH)和氢氧化镁(MH)进行复配对软质聚氯乙烯(PVC)进行阻燃处理,通过极限氧指数、热失重、锥形量热方法研究了不同配比阻燃剂对PVC的阻燃抑烟性能的影响。结果表明,当PVC/MRP/ZnBO_3/ATH/MH质量比为100:3:1:20:20时,具有良好的阻燃抑烟效果,极限氧指数可达35.9%;阻燃体系PVC/ATH/MH、PVC/MRP/ZnBO_3/ATH/MH相对于纯PVC具有良好的阻燃抑烟性,PVC/MRP/ZnBO_3/ATH/MH比PVC/ATH/MH体系在热释放、烟气、一氧化碳和二氧化碳排放指标上数值更低,热稳定性增加,成炭率更高,火灾性能指数提高,火灾蔓延指数减小,火灾危险性降低。

PVC阻燃抑烟的研究进展

介绍了聚氯乙烯(PVC)的热降解机理及燃烧特性。综述了PVC阻燃抑烟剂(如阻燃增塑剂、金属化合物、含硼阻燃剂、微胶囊红磷和无机填料等)的研究,特别提及了一些过渡金属(如Mo、Cu与Fe的化合物)在PVC抑烟中的明显作用。比较了各种阻燃抑烟方法的优缺点。采用阻燃剂和抑烟剂复合对PVC协同阻燃抑烟是未来的研究方向。

蓖麻油基阻燃增塑剂的合成及在聚氯乙烯中的应用

为了进一步利用可再生资源为原料合成环保增塑剂,文中以蓖麻油和自制的含磷阻燃剂为原料合成了一种含磷阻燃增塑剂,再将其环氧化得到蓖麻油基含磷阻燃增塑剂(P-ECO)。采用傅里叶变换红外光谱、核磁共振氢谱和核磁共振磷谱对产物的结构进行表征。将其与聚氯乙烯(PVC)热塑共混成型,通过动态力学性能、拉伸性能测试、热重评价了蓖麻油基含磷增塑剂应用于PVC的增塑效果;随着P-ECO含量的增加,体系的Tg从41℃下降到9℃,拉伸强度随之下降到10.17 MPa,而断裂伸长率由146.22%增加到197.31%。通过测试极限氧指数、锥形量热仪测试其阻燃性能,氧指数达到28.1%,热释放速率最高为280.46kW/m2。

低熔点硫酸盐对软质PVC的阻燃与消烟性能研究

制得的硫酸盐混合物熔点低 ,在适当温度下熔融时 ,能有效地保护PVC降解过程中形成的剩碳 ,从而能提高剩碳率 ,提高阻燃与消烟性能。氧指数、烟密度、DTA、TG、SEM等证明了低熔点的硫酸盐是一种优良的填料性的、具有阻燃与消烟性的阻燃消烟剂 ,具有很好的消烟性 ,当添加量达 40份时 ,烟密度能下降 45 %。

氢氧化铝复合阻燃剂阻燃PVC电缆料的性能

介绍了氢氧化铝复合阻燃剂在PVC电缆料上的应用效果 ,讨论了阻燃剂含量对材料的阻燃和力学性能的影响。结果表明 ,其阻燃性能达到难燃材料FV -0级 。

无机锡化物阻燃聚氯乙烯研究进展

综述了近几年无机锡化物锡酸锌和羟基锡酸锌阻燃软质聚氯乙烯(PVC)的研究进展,介绍了锡酸锌和羟基锡酸锌的阻燃机理,并展望了无机锡化物阻燃剂未来的发展趋势和研究方向。

纳米CaCO_3对阻燃型软质聚氯乙烯的增韧增强作用

通过氧指数(LOI)、剩炭率、烟密度等级(SDR)、冲击强度、拉伸强度和断裂伸长率等参数的测定,研究了氢氧化物和金属配合物复合阻燃体系对软质PVC阻燃、消烟性能和力学性能的影响;通过冲击强度、拉伸强度、断裂伸长率以及材料流变性能的测定对比研究了纳米级CaCO3和微米级CaCO3对阻燃型软质PVC的力学性能和加工性能的影响。结果表明:氢氧化物和金属配合物复合阻燃体系在提高软质PVC阻燃、消烟性能的同时会恶化材料的力学性能;纳米CaCO3能明显提高阻燃型软质PVC的冲击强度、拉伸强度和断裂伸长率,对材料具有明显的增韧、增强作用,同时对材料的流变性能及阻燃、消烟性能影响不大。

金属配合物对软聚氯乙烯的阻燃消烟作用

利用热分析的方法研究了以Al(OH) 3 和Mg(OH) 2 为基础 ,含有Fe、Co、Ni或Cu的金属配合物的复合阻燃剂对软聚氯乙烯 (PVC)的阻燃消烟作用。研究了软PVC从室温到 10 73K的热降解过程。利用Kissinger方程给出了其动力学参数。结果表明 :阻燃处理过的软PVC具有较好的阻燃消烟性能 ,如较高的氧指数和剩炭率 ,较低的烟密度等级和最大烟密度 ,力学性能有所降低。

PVC的阻燃与抑烟

本文采用正交实验的方法，研究了聚氯乙烯发烟量的控制。实验得到的无机阻燃剂，无毒、低烟，在聚氯乙烯中的填充量小，克服了传统无机阻燃剂填充量大、降低崐聚合物加工性能和力学性能的缺点。