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淀粉对聚乙烯膨胀阻燃体系热降解和阻燃的影响

时间:2015-4-16 11:46:20   来源:中国消防器材网   添加人:admin

  淀粉对聚膨胀阻燃体系热降解和阻燃的影响李斌,张秀成,孙才英东北林业大学化学系,黑龙江哈尔滨150040淀粉对膨胀曲燃剂及其与巧性低密度聚山巧膨化体系的热降解行为764和阻燃比研究表明,聚蹲酸按AP巧可明显地改变淀粉的热降解行为促进成炭;尽管淀粉可提高IFR的成炭量和膨胀体系的膨胀倍数,但忘却在定程度上降低了LLDPE的膨胀体系的阻燃性,也即是降低了板限氧指数王O乃和提高了热释放违率峰值pkHRR,而用淀粉部分取代PER,对其阻燃性化小,可用淀粉部分取代PER作为膨化体系中的成炭剂。

  关键卸淀粉线性低密度聚石;膨胀阻燃剂热降解膨胀型阻燃添加剂是目前阻燃剂研究和开发的热0领域,它抖其无因、低烟低毒和较低添加量而深受人们的重视该阻燃剂在受热时能形成多孔、膨胀和致密的炭层来阻止热量可燃性挥发物等的扩散而达到阻燃的目的它已经被用于般受热不形成炭的聚合物,如聚丙,巧、聚苯艺口句和聚艺口£等。膨胀型阻燃添加剂主要是由碳源如季戊四醇PE巧、酸源如聚酸倭APP和气源如H聚elH大部分组成aino等人已经对APP/PER/el膨胀阻燃添加剂及其与PP阻燃体系的成炭、膨胀和阻燃作用机制进行了系统的研究131目前国外经有商品化的膨胀型阻燃添PP等。但PERJI料的价格高是使得膨胀型阻燃添加剂的价格比较昂贵的重要原因之。淀粉是种来源丰富并且价廉的多基化合物,它常在膨胀阻燃涂料中作为成炭剂。本文试图利用淀粉代替PER作为碳源,对其膨胀阻燃添加剂5巧助及其与,£体系的热降解行为和阻燃性能进行研究实验部分1样品的制备将AP巧北京天助剂厂产淀粉哈尔滨制药厂产品。,£6北京通县育才精细化工厂产品巧口H聚氛倭北京化工厂产品按各种配比充分混合再将该混合物与化0口巧北京燕山石油化工总公司化工厂产品巧双混开炼机于140:下混炼,然后在平板硫化机上170吃压制成31厚并切成7品分别用于测定王/和热释放速率峰值。

  了任4实验数据由12000热分析仪获得样品在抖20°[/程序升温和化气流速为50 11/1的条件下从洗尼加热到600,样品的质量范围为710g 1.3极限氧指数/饼实验10/实验数据是由江宁仪器厂生产的12型氧指数仪并按68240680标准测定的。1.4热释放速率的测定Redroft锥形量热仪浪照ASTEl354标准进行测定的将样品底部和边缘用铅巧包裹并水平放置在用品托上,在洗kW/2热福照功率下对样品进行了系统的研把每个样品进行2~3次平行实验,结果取实验数据平均值在实验中同时测量出体系的最大膨胀倍数,最大膨胀倍数=样品膨胀高度基金顶目黑龙江省自然科学基金资助项目1样品厚度12结果与讨论2.1膨账体系的热降解行为由巧客。1中淀粉的了6曲线可知,淀粉在250时开始出现热降解,当温度达到°时出现最大质量损失峰在700°[时淀粉的炭残余物为11.

  游。淀粉是多哲基天然高分子化合物,与纤维素样都是由葡萄糖分子构成的,淀粉在25矿340°之间受热脱水的同时,分子内的昔键和⑸狭焉煽扇夹臃⒖巧的TG曲线巧g.l与文献中报道的相吻合叫APP主要有两个热失重阶段,在200~ 450°主要是分解释放出N吐和吐0的过程。而在55700°之间的热失重是APP分子链的断裂生成巧化等所致下进伤胀阻燃添加剂体系的了6曲线,当淀粉部分代替口£乍为成炭剂时,膨胀阻燃添加剂在受热过程中残余物的量有所增加,并且最终在7它时的成炭量由无淀粉时的22.脱加到2,这说明淀粉可使6更有利于成炭。

  LLDPE的TGFig.3度明其热降解在很窄的温度范围内43490°进行,热降解速度很快并且在490°全部分解,无残余炭生成加入APP距粉/PER/el膨胀阻燃添加剂后,与计算值相比对LLDPE的热稳定性影响很小但却使最后的残余炭生成量加,其在700°时实验值为13.腕,而计算值则为节腕。3聊对促进化口£成炭是有利物的实验值与计算值巧线叫的比较,它们有显著差别前者更早地出现热失重阶段,随后出现的热失重平台~510°的残余量明显增加最后1个热失重阶段也明显提前。这实验事实说明,APP和淀粉之间存在着明显的化学作用,APP在受热过程中分解产生的酸性酸锭或酸与淀粉中的011基团发生醋化反应,促进了淀粉更早而快地脱水,使残余炭的生成量有明显的增加31护510°由于淀粉的参1靴厉的断器笕16化邮] 2.2LLDPE膨胀阻燃体系的膨化般认为膨胀阻燃体系的膨胀倍数大,般对阻燃是有利的,但实际上还要取决于炭层的质量在LLDPE膨胀阻燃体系燃烧过程中,淀粉对最大膨胀倍数有定的影响见巧客。4在无淀粉的条件下,体系的膨胀倍数为3倍当抖淀粉部分或全部取代口£6时,则体系的膨胀倍数增加,大量增加淀粉在成炭剂中的含量时,只寸膨胀倍数影响不大2.3对阻燃性的影响Fig.5的实验数据表明,淀粉对LLDPE膨胀阻燃体系的阻燃性能有定的影响,随着淀粉添加量在成炭剂中的含量加,体系的1/降低并不显著。当无淀粉存在时,体系的1/最大为28,当淀粉完全取代FER时其IO/为最小26LO淀粉部分取代,£6时对1/的影响很小,接近28从另个角度最大热释放速率口心巧上看,其具有和10/类似的规银随着淀粉含量的增加,pkHRR略有增加,当无淀粉存在时,日心肺6为454心心2而淀粉完全取代PER时,pkHRR为可见,淀粉部分取代,£6对。6在10£中的阻燃效果影响不大与纯化0口£相比,膨胀型阻燃添加剂[/高LLDPE膨胀阻燃体系的IO/,并显著降低pk分别为17.5和1950kW/2,而添加2说的膨胀型阻燃添加剂后,则分别为巧和659kW/ミ随着在10£中添加量的加,其阻燃体系的1/则随之大而pk册R则随之下降