膨胀阻燃聚乙烯中协同阻燃作用的研究

摘要

根据膨胀炭层的形成方式，膨胀型阻燃剂有化学膨胀和物理膨胀之分，以聚磷酸铵(Ammonium polyphosphate，APP)、季戊四醇和三聚氰胺为膨胀组分的膨胀阻燃剂(Intumescent flame retardan，IFR)是典型的化学膨胀阻燃剂，其研究获得了广泛的关注；可膨胀石墨(Expandable Graphite，EG)，作为典型物理膨胀阻燃剂的代表，其研究和应用是最近阻燃领域研究的热点，然而，有关IFR与EG协同阻燃的研究很少。本论文采用氧指数、热分析及扫描电子显微镜等方法系统研究了两种膨胀阻燃聚乙烯(Polyethylene，PE)体系的阻燃性能、热降解过程及炭层结构，通过比较分析EG/APP与EG/IFR两个协同阻燃PE体系的阻燃性能和阻燃机理，获得了高效复配阻燃体系，并利用两种膨胀阻燃机理，制备了具有自身协同阻燃作用的新型高效EG阻燃剂。 本论文的研究表明：(1)两种膨胀阻燃体系具有不同的阻燃性能和阻燃机理，膨胀炭层的致密性和耐热性对阻燃性能起到了关键作用，EG形成的膨胀石墨炭层能够更有效地降低体系热降解速率，增加了体系燃烧过程中的成炭，IFR由于形成的膨胀炭层的致密性不足、耐热性有限，导致阻燃性能有限；(2)EG与APP或IFR之间均存在显著的协同阻燃作用，体系氧指数表现出大幅度的增加，协同阻燃机理的关键在于能够形成致密、稳定的膨胀炭层，而且EG与IFR的成炭过程能够互相作用，协同阻燃效果更加明显；(3)利用EG的协同阻燃作用原理，通过对石墨层间反应的控制可制备具有自身协同阻燃作用的高效EG；插层剂对EG阻燃性能有重要的影响，以APP为插层剂的EG具有较好的阻燃性能，体系热降解残炭较高、热失重速率较低，表现出较好的协同阻燃作用。

目录

文摘

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第1章绪论

第2章理论分析

第3章实验部分

第4章结果与讨论

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢