PE阻燃性能的研究ppt课件
有机硅阻燃PPT.
结果与讨论
4、有机硅树脂和有机硅阻燃剂对PP力学性能影响
结果与讨论
可以看出，PP基体加入有机硅树脂和有机硅阻燃剂后，拉伸性 能和断裂伸长率明显降低，并且并添加量越大，下降越严重， 而其中添加有机硅树脂的PP混合体系力学性能下降更明显
结果与讨论
5、有机硅树ห้องสมุดไป่ตู้和有机硅阻燃剂对PP冲击性能影响
结果与讨论
由表3-9和图3-7看出，随着两种阻燃成分的增加，共混体系的 冲击强度组件降低，有机硅树脂冲击强度下降更大。根据文献， 理论上有机硅聚合物能改善材料冲击性能，但结构中苯环为刚 性结构，导致了冲击强度的降低。
结果与讨论
总结 1、PP混合体系其阻燃性能随着阻燃剂加入量的增大而增加，而 有机硅阻燃剂的阻燃性能优于有机硅树脂。 2、两种阻燃剂的加入一定程度上都会降低PP基体材料的力学性 能，有机硅树脂下降的比例更大，因为有机硅树脂中含有苯基， 与基材相容性差；而有机硅阻燃剂的中间体DOPO-丙烯酸与PP相 容性较好，所以它对PP混合体系力学性能下降较小
实验部分
b、阻燃性能测试（LOI法） 根据国标GB/T2406-93规定，测定氧指数时，先将塑料等阻燃材 料切割成6.5mm*100mm*3mm的标准样条，相同条件下，每组样品 重复测试三次，取平均值作氧浓度值。 LOI计算公式：
氧指数测定仪：
实验部分
c、阻燃PP热性能测定 热重分析仪，氮气做保护气体，气流速率为100mL/min，选择温 度为10℃/min。由计算机程序控制温度，测量物质随温度变化 而变化的情况，得到热重曲线，用于分析化合物热稳性。
热重分析仪图：
实验部分
d、阻燃PP力学性能测试 根据国标GB/T1040-96规定，试验速度为20mm/min。将样品条放 于万能试验机的两片夹具中，松紧程度适中。测试开始，直至 待测样断裂，系统自动显示拉伸强度的测定值、断裂伸长率值， 根据所得值平均化处理，得到材料拉伸性能的测定值。试验共 测定5个样条，得平均值 电子万能试验机：
PE塑料的阻燃性与电绝缘性考察
PE塑料的阻燃性与电绝缘性考察PE（聚乙烯）塑料是一种广泛应用于工业和家庭中的材料，它具有优异的物理性能和化学稳定性。
在工程应用中，PE塑料的阻燃性和电绝缘性是两个重要的考虑因素。
本文将详细探讨PE塑料在阻燃性和电绝缘性方面的性能和应用。
一、PE塑料的阻燃性能阻燃性是指材料在受到火焰或高温作用时的抵抗燃烧的能力。
PE塑料具有良好的阻燃性能，这得益于其化学结构和添加剂的作用。
首先，PE塑料的分子结构中含有大量的碳-碳键，这使得PE塑料本身能够在一定程度上承受热量。
当PE塑料受到火焰或高温时，碳-碳键的稳定性可以减缓燃烧的速度，从而有效地控制燃烧的范围。
其次，PE塑料常常通过添加剂来提升其阻燃性能。
一种常见的添加剂是阻燃剂，它可以在PE塑料表面形成一层抑制燃烧的屏障。
这层屏障不仅可以隔离PE塑料和空气，减少燃烧所需的氧气，还可以吸收热量并释放非燃烧气体，以控制燃烧过程。
另外，磷系阻燃剂也常用于PE塑料中，它们可以干扰燃烧过程中的自由基反应链，从而有效地延缓燃烧速度。
PE塑料的优异阻燃性能使得其在建筑、汽车、电子等领域广泛应用。
例如，在电线电缆的绝缘材料中，PE塑料的阻燃性能可以有效地降低电线电缆在意外起火时的危险性。
二、PE塑料的电绝缘性能电绝缘性是指材料在电场作用下对电流的阻隔能力。
在电力传输和电子设备中，PE塑料的电绝缘性能是确保安全和可靠性的重要因素。
PE塑料具有良好的电绝缘性能，主要有以下几方面的原因：首先，PE塑料是一种无极性材料，其分子结构中没有可以提供自由电子的亲电元素。
这使得PE塑料可以有效地阻隔电流的传导。
与此相比，极性材料（如水和一些凝胶）具有更高的电导率。
其次，PE塑料的表面电阻较高，可以有效地抵御潮湿环境中的漏电问题。
PE塑料的表面电阻受到其疲劳状况和温度的影响，因此在使用PE塑料作为电绝缘材料时，需要了解其使用条件和特定要求。
此外，PE塑料的电绝缘性在一定程度上也受到材料的晶体结构和熔融温度的影响。
PER阻燃性能和热性能
Ｃｈａｎｇ
Ｗ
Ｙ，Ｈｕ Ｈ ｗｉｔｈ ｇｏｏｄ
Ｃ．Ｐｈｏｓｐｈａｔｅ－ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ
ｆｌａｍｅ－ｒｅｔａｒｄａｎｔ
Ｆｌａｍｅ Ｒｅｔａｒｄａｎｔ Ｐｒｏｐｅｒｔｙ
ａｎｄ
Ｔｈｅｒｍａｌ Ｐｒｏｐｅｒｔｙ ｏｆ Ｈａｌｏｇｅｎ—Ｆｒｅｅ
Ｆｌａｍｅ Ｒｅｔａｒｄａｎｔ ＰＰ／ＡＰＰ／ＰＴＰ／ＰＥＲ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ
Ｌｉｕ Ｇａｎ９１ Ｌｉｕ Ｓｈｕｍｅｉ２ Ｚｈａｏ Ｊｉａｎｑｉｎ９２ Ｙｅ Ｈｕａ２ （１．Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ｊｉｎｃｈｅｎｇ Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ＆Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｚｉｂｏ，Ｓｈａｎｄｏｎｇ，２５５１００； ２．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｏｕｔｈ Ｃｈｉｎａ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ，５１０６４０）
（ｂ）空气
段，ＡＰＰ降解成磷酸或者焦磷酸，并且放出不燃 性气体氨气和水。生成的磷酸或焦磷酸很容易 被多元醇化合物酯化，形成１种交联的聚合酯。 这种聚合酯继续脱水生成燃烧残炭物、酸和水。 在降解的同时，ＰＰ也将发生脱氢反应，在主链上 形成双键。当这种类型的双键在高温下和焦磷
图１
不同ＰＴＰ含量的阻燃ＰＰ的ＴＧ曲线
ｒｅａｃｈ ２８．６％
ａｎｄ ＵＩ，９４ ｌｅｖｅｌｉｓ Ｖ一０ ｗｈｉｌｅ ｍａｓｓ ｆｒａｃｔｉｏｎ ｏｆ ＡＰＰ／ＰＴＰ／ＰＥＲ ｉｓ ２９％．Ｔｈｅ ｒｅｓｉｄｕｅ ｃｈａｒ ｒａｔｉｏ ｏｆ ｆｌａｍｅ－ｒｅｔａｒｄａｎｔ ＰＰ ｉｎ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ａｎｄ ａｉｒ ｉｓ ２５．５％ａｎｄ ２０．３％ａｔ ７００℃ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｈａｌｏｇｅｎ—ｆｒｅｅ ｆｌａｍｅ ｒｅｔａｒｄａｔｉｏｎ；ｐ０１ｙｐｒｏｐｙｌｅｎｅ；ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ—ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｂａｓｅｄ
PE阻燃性能的研究
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研究方向
将催化成炭剂作为膨胀性阻燃剂的协效剂， 协效提高PE的阻燃性
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谢谢观看
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质的基础
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气源是指在受热时分 解释放出大量无毒且 能抑制火焰蔓பைடு நூலகம்的气 体, 同时发生膨胀形 成海绵状泡沫结构的
化合物
协同阻燃技术
作用：协效剂具有催化阻燃体系反应、增加成炭量、 提高炭层品质等作用
①金属盐及其氧化物 ②有机硅（抑烟） ③脲（产生NH3） ④官能团高分子
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炭层的作用
①阻止氧气进入材料内部、阻碍可燃性小分 子的挥发
②隔热层
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研究热点
成炭催化剂： ①过渡金属氧化物 ②负载型金属氧化物 ③金属复合氧化物
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Combination of Carbon Nanotubes with Ni2O3 for Simultaneously Improving the Flame Retardancy and Mechanical Properties of Polyethylene PE阻燃性提高的原因： ①CNT在PE基体中的良好分散性 ②纳米Ni2O3与CNT在基体中形成三维网络结构 ③Ni对PE的催化成炭作用
缺点
无机阻燃剂
Al(OH)3 、 Mg(OH)2、水合 Al2O3、水合 MgO等
阻燃效果明显， 能达到高等级阻 燃要求
填充量大，严重 影响材料的力学 性能
膨胀型阻燃剂 有卤阻燃剂
APP+PER+MEL
十溴联苯醚、溴 化环氧树脂等
阻燃效率高，环 保，避免添加量 大对材料力学性 能的 影响
第8章阻燃剂PPT课件
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(2)比热容——1g物质温度升高1℃所需吸收的热量 在其它因素相同的情况下，比热容大的聚合物材料，在燃烧过 程的加热阶段需要较大的热量，因此较难燃烧。 常用聚合物的比热容见下表。
常用聚合物的比热容
聚合物
比热容/J·(g·℃)-
1
聚合物
比热容/J·(g·℃)-1
聚乙烯
2.3
聚甲基丙烯酸
1.5
聚丙烯
7
热源 燃 烧
氧化反应场
辐射
传热 热分解
聚合物材料
O2
气相扩散 固相扩散
聚合物燃烧过程示意图
8
二、聚合物燃烧反应
聚合物热分解产物的燃烧是按自由基链式反应进行的，其机
理与聚合物热氧降解类似，包括下述四步：
(1)链引发 (2)链增长
R H h v/Δ R · +H ·
(3)链支化
R·＋ O2 → RO2· RO2·＋ RH → ROOH ＋ R·
ROOH → RO·＋ HO·
2ROOH → ROO·＋ RO·+ H2O
9
(3)链终止 R·＋ R·→ R－R
RO· ＋ RO·→ ROOR RO2· ＋ RO2·→ ROOR ＋ O2
R· ＋ HO·→ ROH
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三、影响聚合物燃烧的因素 影响聚合物燃烧的因素很多，包括作为内因的聚合物燃烧特
一系列物理和化学变化的复杂过程，一般可分为5个基 本阶段：
(1)加热升温 聚合物之所以发生燃烧，首先是因为在外部热源作 用下温度上升。热塑性聚合物此时会伴有熔融现象。
5
(2) 热分解 当聚合物受热升温至分解温度时，将发生热分解，并产 生可燃性气体和其它热分解产物，主要包括： ①可燃气体，如甲烷、乙烷、丙烷、甲醛、丙酮、一氧 化碳等； ②不燃气体，如二氧化碳、氮气等； ③液体产物，即熔融降解聚合物和预聚体； ④固体产物，如碳化物等； ⑤烟气，即悬浮于空气中的固体(如碳)颗粒。
煤矿工程塑料(PE&PP)的阻燃研究
煤矿工程塑料(PE 、PP)的阻燃研究张化廷(淮南工学院,安徽 淮南232001) 摘 要 介绍了煤矿工程塑料(PE 、PP )的共混阻燃改性,以最佳的阻燃体系组合,实现工艺简单,成本低廉、阻燃效果好。
关键词 煤矿工程塑料 覆盖效应 封闭隔离效应收稿日期 19992042191 引言90年代以后,随着石化工业的飞速发展,塑料作为一种新材料已逐步进入煤矿井下,以替代钢材、木材和橡胶使用。
通过阻燃改性的PE 和PP 主要用在煤矿给排水管材、建井工程模板、假顶及其他工件;其次,改性PVC 主要应用于皮带运输机的皮带,风筒布,隔爆水槽(袋),溜槽及软管,以替代橡胶应用。
实践证明:塑料在煤矿井下应用具有耐腐蚀、轻便,节约钢材、木材和橡胶、可再回收利用等优点,具有很广阔的前景。
但因煤矿井下是一个富含瓦斯的场合,所以,进入井下应用的塑料必须符合MP113-851煤矿井下非金属聚合物制品安全性能检验规范2要求,其氧指数大于27。
对于PE 和PP 而言氧指数均在1715以下,若不用一组相容性和协同性很好的阻燃体系组合,仅以增大阻燃剂的量来实现阻燃,势必造成材料成本高和力学性能下降而失去实用价值。
2 阻燃体系组合 根据我们多年从事煤矿工程塑料研究的实践证明,PE 和PP 阻燃体系组合为溴系阻燃剂+含锑阻燃增效剂+水合硼酸锌,其阻燃效果最好。
2.1 材料选择 十溴联苯醚,分解温度425℃,粒度小于3μm ,上海试剂四厂生产;四溴双酚A ,分解温度450℃,粒度小于3μm ,连云港海水化工厂生产;三氧化二锑,分解温度650℃,粒度小于10μm ,上海试剂四厂生产;水合硼酸锌,315结晶水,结晶水分解释放温度300℃以下,粒度平均2μm ～10μm ,上海京华化工厂生产。
2.2 配比 PE 和PP 有很多型号,可根据不同力学性能及加工性能要求选择不同型号产品,对于本阻燃改性而言均适用。
配比见表1、表2。
表1名称PE 十溴联苯醚三氧化二锑水合硼酸锌配比1006.533.5表2名称PP 四溴双酚A三氧化二锑水合硼酸锌配比100734通过实践证明,PE 选用十溴联苯醚,PP 选用四溴双酚A 效果更佳。
PP、PE、EVA、TPE聚烯烃无卤阻燃剂阻燃机理及配方和应用中常见问题
PP、PE、EVA、TPE聚烯烃无卤阻燃剂阻燃机理及配方和应用中常见问题Post By：2010-12-2 14: 50:33PP、PE、EVA、TPE聚烯烃无卤阻燃剂阻燃机理及配方和应用中常见问题PP、PE、EVA、TPE聚烯烃无卤阻燃剂阻燃机理及配方和应用中常见问题1、P-N系膨胀型阻燃剂的阻燃机理一般包括三部分,即碳源(常为多羟基化合物,如季戊四醇)、酸源(如聚磷酸铵,即APP)及发泡剂(如三聚氰胺),它们是通过下述相互作用而形成炭层的：? ①在较低温度(150℃左右,具体温度取决于酸源和其他组分的性质)下,有酸源产生能酯化多元醇和可作为脱水剂的酸;②在稍高于释放酸的温度下,酸与多元醇(碳源)进行酯化法反应,而体系中的胺则作为此酯化反应的催化剂,加速反应进行;③体系在酯化反应前或酯化反应过程中熔化;④反应过程中产生的水蒸气和气源产生的不燃性气体使已处于溶融状态的体系膨胀发泡。
与此同时,多元醇和酯脱水炭化,形成无机物及炭残余物,且体系进一步膨胀发泡;⑤反应接近完成时,体系胶化和固化,最后形成多孔泡沫炭层。
2. P-N系膨胀型阻燃剂由三部分组成，（1）酸源：提供酯化反应所需的酸;(2)碳源：提供酯化反应所需的羟基或者其它基团的物质；（3）气源：提供体系膨胀发泡所需要的气体。
3..为什么某些P-N系阻燃剂挤出过水槽的时候条子容易粘水？条子容易粘水是由于阻燃剂的部分组份水溶性比较好，通过螺杆机出口的时候，温度比较高的条子接触到冷水槽，粉体容易析出，所以阻燃剂里面成份必须是难溶水的。
而我公司EPFR-100A与EPFR-100C阻燃剂应用于PP中，不会出现上述条子粘水现象。
4.为什么不同的PP加入相同的份数阻燃剂存在阻燃效率的差异？由于PP基体的不同，如均聚PP和共聚PP，由于其内部烯烃含量的不同，这是因为共聚PP里面有PE 侧链，PP中的H原子比PE中活性大；PP比PE燃烧热小，与阻燃剂一开始共同起作用，PE分解温度高，后面才起作用；PP基材分解温度在227-247度之间，而PE在335-450度之间，阻燃剂分解温度在260度，PP与阻燃剂匹配性更好。
塑料阻燃性能测试方法和标准..58页PPT
61、奢侈是舒适的，否则就不是奢侈 。——CocoCha nel 62、少而好学，如日出之阳；壮而好学 ，如日 中之光 ；志而 好学， 如炳烛 之光。 ——刘 向 63、三军可夺帅也，匹夫不可夺志也。 ——孔 丘 64、人生就是学校。在那里，与其说好 的教师 是幸福 ，不如 说好的 教师是 不幸。 ——海 贝尔 65、接受挑战，就可以享受胜利的喜悦 。——杰纳勒 尔·乔治·S·巴顿
塑料阻燃性能测试方法和标准..
16、自己选择的路、跪着也要把它走 完。 17、一般情况下)不想三年以后的事， 只想现 在的事 。现在 有成就 ，以后 才能更 辉煌。
18、敢于向黑暗宣战的人，心里必须 充满光 明。 19、学习的关键--重复。
20、懦弱的人只会裹足不前，莽撞的 人只能 引为烧 身，只 有真正 勇敢的 人才能 所向披 靡。
谢Hale Waihona Puke ！
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研究热点
成炭催化剂： ①过渡金属氧化物 ②负载型金属氧化物 ③金属复合氧化物
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Combination of Carbon Nanotubes with Ni2O3 for Simultaneously Improving the Flame Retardancy and Mechanical Properties of Polyethylene PE阻燃性提高的原因： ①CNT在PE基体中的良好分散性 ②纳米Ni2O3与CNT在基体中形成三维网络结构 ③Ni对PE的催化成炭作用
质的基础
气源是指在受热时分 解释放出大量无毒且 能抑制火焰蔓延的气 体, 同时发生膨胀形 成海绵状泡沫结构的
化合物
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协同阻燃技术
作用：协效剂具有催化阻燃体系反应、增加成炭量、 提高炭层品质等作用
①金属盐及其氧化物 ②有机硅（抑烟） ③脲（产生NH3） ④官能团高分子
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炭层的作用
①阻止氧气进入材料内部、阻碍可燃性小分 子的挥发
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Promoting carbonization of polypropylene during combustion through synergistic catalysis of a trace of halogenated com- pounds and Ni2O3 for improving flame retar- dancy
缺点
无机阻燃剂
Al(OH)3 、 Mg(OH)2、水合 Al2O3、水合 MgO等
阻燃效果明显， 能达到高等级阻 燃要求
填充量大，严重 影响材料的力学 性能
膨胀型阻燃剂 有卤阻燃剂
APP+PER+MEL
阻燃效率高，环 保，避免添加量 大对材料力学性 能的 影响
十溴联苯醚、溴 阻燃效率高，添 化环氧树脂等 加量少
①Ni对PP的催化成炭作用 ②卤素自由基都PP降解的影响（脱氢和芳构化）
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研究方向
将催化成炭剂作为膨胀性阻燃剂的协效剂， 协效提高PE的阻燃性
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PE阻燃性能的研究
（the Flame Retardancy of Polyethylene）
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PE的燃烧过程
①解聚：高分子材料的大分子链受热断裂； ②分解：进一步受热，断裂的分子链节分解
成可燃性小分子； ③燃烧：可燃性小分子挥发，与空气接触后
燃烧。
2现阶段的阻燃剂（适用于聚 Nhomakorabea烃类）种类
品种
优点
易吸潮，需加入 协效剂才能达到 高等级阻燃要求
有毒，二次污染
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酸源的主要功能是促进和改变基 体聚合物的热分解进程, 促使形成 不易燃烧的三维空间炭层, 减少热 分解产生的可燃烧焦油、 低 分子
可燃物, 产生难燃气体
膨胀型阻燃剂=炭 源(成炭剂) + 酸源(脱水剂) + 气源(发泡剂)
成炭剂是指在燃烧过程 中能被脱水剂夺走水分 而被炭化的物质, 成炭 剂是形成泡沫炭化层物