火灾环境聚合物纳米复合材料的阻燃性能及应用研究

摘要

传统的聚合物材料由于其易燃缺陷，往往在火灾发生时增大环境危害。聚合物纳米复合材料具有理想的阻燃效果，其燃烧产物的毒性和腐蚀性较低。本文采用理论分析和实验研究相结合的方法，对聚合物纳米复合材料的阻燃特性进行研究，并通过典型案例对聚合物纳米复合材料的使用场所进行评价，得出如下几点主要研究结果:
　　1)对聚合物材料的燃烧性能和产物毒性进行分析，总结聚合物材料的致灾因素。选取6种日常生活中常用的聚合物材料，利用锥形量热装置进行燃烧行为模拟，对比不同聚合物材料的燃烧性能和阻燃效果，分析其火灾危险性，阐明了对聚合物材料进行阻燃处理的必要性。
　　2)对聚合物纳米复合材料的阻燃机理及其阻燃效果进行研究。采用新的熔融插层法制备了填充剂含量不同的聚丙烯/蒙脱土纳米复合材料、聚苯乙烯/蒙脱土纳米复合材料和乙烯-醋酸乙烯共聚物/蒙脱土纳米复合材料三组实验材料，采用辐射气化装置对这三组材料进行阻燃性能测试。分析研究聚合物纳米复合材料的阻燃效果，并对其进行阻燃性能评价，指出聚合物纳米复合材料目前还存在的缺陷。
　　3)对人员密集场所、住宅建筑、工业建筑三个典型场所的典型案例进行分析，通过对比聚合物纳米复合材料在不同类型场所的应用过程中的适用性评价对聚合物纳米复合材料的应用提出合理化建议。
　　本课题与实际应用结合紧密，运用实验手段对聚合物材料的燃烧行为和聚合物纳米复合材料的阻燃效果进行研究，为聚合物纳米复合材料的应用提供了必要的理论和技术支持。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景

1．2 研究现状

1．3 研究内容

1．4 研究技术路线

第2章 聚合物材料的燃烧行为

2．1 聚合物材料的燃烧过程

2．1．1 燃烧过程概述

2．1．2 引燃过程

2．1．3 燃烧的发展阶段

2．1．4 熄灭过程

2．2 聚合物材料的火灾危险性

2．3 聚合物材料燃烧行为的实验研究

2．3．1 实验样品

2．3．2 实验仪器

2．3．3 实验中需测定的参数

2．3．4 实验结果

2．4 本章小结

第3章 聚合物纳米复合材料的阻燃性能研究

3．1 聚合物纳米复合材料

3．2 聚合物纳米复合材料的阻燃机理

3．2．1 纳米阻隔效应

3．2．2 催化和自由基俘获原理

3．2．3 抑烟作用

3．2．4 自由基消除机理

3．3 阻燃性能的实验研究

3．3．1 仪器与实验材料

3．3．2 试样的制备

3．3．3 实验结果与分析

3．4 阻燃性能评价

3．5 本章小结

第4章 聚合物纳米复合材料适用环境分析

4．1 典型场所的应用案例

4．2 实验仪器和样品

4．3 实验方法

4．3．1 试样尺寸

4．3．2 实验步骤

4．4 结果与分析

4．4．1 案例1试样燃烧测试数据分析

4．4．2 案例2试样燃烧测试数据

4．4．3 案例3试样燃烧测试数据分析

4．5 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间所发表的论文

致谢