锥形量热法研究阻燃聚丙烯的性能及阻燃机理

摘要

锥形量热仪试验，试验环境与实际火情极为相似，试验结果与大型实物燃烧试验结果之间存在非常好的相关性，且可评价烟雾、CO、CO2等，操作简便，广泛应用于材料燃烧性能评价。KD膨胀型阻燃剂（KDIFR）和KDB膨胀型阻燃剂（KDBIFR）是耐水性很好的膨胀型阻燃剂，本文以二者为主体，研究了膨胀型阻燃PP的的阻燃性能、烟雾评价和阻燃机理。主要研究内容包括：
　　 ⑴KDIFR作为阻燃剂单独使用，使PP的热释放速率减缓、CO、CO2和总烟释放量降低，但总释热量增大，阻燃效果不明显。KDBIFR作为阻燃剂单独使用，使PP的热释放速率明显减缓、总释热量和CO2释放量降低，但CO和总烟量释放量增大，阻燃效果较好。多聚磷酸铵（APP）作为阻燃剂单独使用，使PP的热释放速率、总释热量和CO2释放量稍有降低，CO释放量和总烟量升高，阻燃效果不明显。将KDIFR或KDBIFR与APP复合应用于PP中热释放速率分别下降60％和69％、释热总量降低29.1％和45.5％、总烟产量下降90％和20％，不滴落，膨胀性好，阻燃效果显著提高。
　　 ⑵膨胀型阻燃聚丙烯中若合理地加入溴元素，可使热释放速率、总释热量显著降低，CO2释放量稍有降低，阻燃效果明显提高；但CO和总烟释放量较高，对于火灾中救生极为不利。含溴阻燃剂与适量的KDIFR并用具有较好的阻燃效果，但KDIFR过量使得燃烧初期的热释放速率、总热释放、CO、CO2和烟释放均增大显著，使阻燃效果迅速减弱。
　　 ⑶采用分子筛（MS）作为协效剂与KDIFR复配使用，水平燃烧法和CONE测试结果均表明MS与KDIFR之间有一定的协同作用，添加2％的MS使KDIFR/PP体系的热释放速率、释热总量、CO2释放量都有大幅度的下降，CO释放量稍有降低，但总烟释放量增大，阻燃效果较好。MS加入应适量，过量会适得其反。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章　序言

1.1 阻燃研究的必要性

1.2　聚丙烯阻燃的研究进展

1.2.1 阻燃剂的种类

1.2.2 阻燃机理

1.3　阻燃性能测试方法

1.3.1　材料燃烧性能参数

1.3.2　氧指数试验

1.3.3　水平燃烧及垂直燃烧测试法

1.3.4　锥形量热法

1.4　研究内容

第2章　膨胀型阻燃剂的组分对阻燃PP性能的影响

2.1 实验部分

2.1.1 主要原料与仪器设备

2.1.2　共混物的制备

2.1.3　水平燃烧性能测试

2.1.4　CONE测试

2.2　结果和讨论

2.2.1 阻燃PP的水平燃烧性能及力学性能

2.2.2　阻燃PP的热量释放

2.2.3 阻燃PP的烟气排放

2.3　本章小结

第3章　溴元素对膨胀阻燃PP性能的影响

3.1 实验部分

3.1.1 主要原料与仪器设备

3.1.2　阻燃PP的制备

3.1.3 性能测试

3.2　结果和讨论

3.2.1　力学和阻燃性能

3.2.2　热释放

3.2.3　烟释放

3.3　本章小结

第4章　分子筛对膨胀阻燃体系的影响

4.1 实验部分

4.1.1　主要原料与仪器设备

4.1.2　共混物的制备

4.1.3　燃烧性能测试

4.1.4　锥形量热测试

4.2　结果和讨论

4.2.1 分子筛对阻燃PP水平燃烧性能的影响

4.2.2　分子筛对阻燃PP热释放的影响

4.2.3　分子筛对阻燃PP烟及毒气的释放的影响

4.2.4　分子筛对阻燃PP总烟释放(TSP)的影响

4.3　本章小结

第5章　结论与展望

参考文献

致 谢

攻读学位期间取得的科研成果