六种阻燃高分子材料的分析、选择、改性(精)

第五组：请为0.23w/(m•k)＜热导率＜0.3w/(m•k)制品的生 产选择合适的高分子材料；
第六组：请为0.3w/(m•k)＜热导率＜0.5w/(m•k)制品的生产 选择合适的高分子材料。
例四：ABS 阻燃配方：ABS 72% ，Sb2O3 4%， TBBPA 24%。
此配方的OI＝33.6
例五：POM 阻燃配方：POM 100 ，三聚氰胺 20， MPP/APP 30 ，吸醛剂(双氰胺) 适量。
此配方的OI＝50
③尽可能选用无烟类塑料。塑料在燃烧时大都放出 烟雾，这些烟雾一般都含有较大的毒性，这往往是 导致火灾中人类伤亡的主要元凶。为此，在塑料的 阻燃性同时，还要进行抑烟。
阻燃PC
阻燃PA/ABS
项目26的总结部分
阻燃PETG
阻燃TPU
阻燃三聚氰胺
阻燃仿皮革
阻燃布
项目26的总结部分
F4 耐火碳纤维
项目26的总结部分
阻燃PVC
项目26引深部分内容
列举一下你听到的最清楚的火灾的引起原 因？
项目27布置
第一组：请为热导率＜0.15w/(m•k)制品的生产选择合适的 高分子材料；
不同聚合物的发烟性大小不同，并可用最大烟密度 来表示，常见聚合物的发烟性如表 26-2所示。
对于抑烟材料而言，一 般要求塑料的最大烟密度要 低于 300。因 此，最 大烟密度小于 300 的 POM、 PA6、PMMA、LDPE、HDPE、PP、PTFE、 PVDC 等塑料可直接作为无烟材料而使用。而 PET、 PC、PS、M3S及 PVC 等最大烟密度大于300 的发 烟量大的树脂都需要进行消烟处理后才可使用。
在具体选择阻燃塑料时，一般应注意如下三 点：
①选用氧指数大于 30 的塑料。塑料的阻燃性 大小可用氧指数（OI）来表示，氧指数越大， 说明其阻燃性越好。一般认为OI＞22 属易燃 性塑料；OI＝22～27 属自熄性塑料；OI＞27 属难燃塑料。
我们常见到塑料品种的氧指数如下表 26-1所 示。
素质目标
初步建立良好的学习方法； 资料收集的方法； 处理问题的方法； 团队合作的意识； 用户至上的意识； 安全环保意识； 表述与合理辩解能力。
参考资料
潘文群, 高分子材料分析与测试. 化学工业出版社 2005；
戚亚光, 高分子材料改性.化学工业出版社 ,2005； 聂垣凯,橡胶材料与配方, 化学工业出版社, 2004； 王文广 , 塑料材料的选用.化学工业出版社, 2002； 高俊刚, 高分子材料.化学工业出版社, 2002； 桑永, 塑料材料与配方.化学工业出版社, 2001
阻燃类塑料的选用
随着人类社会的不断发展，人们对自身的安全越来 越加以关注，对与人类有关的各类材料的阻燃性要 求越来越高。如护层电缆、装饰材料、建筑材料、 日用品、儿童玩具、电器壳体、绝缘材料等制品都 需要由阻燃性好的塑料材料制造。
同金属、玻璃、陶瓷、水泥等材料相比，塑料材料 同木材一样，都属于可燃材料，它们两者都是有机 高分子材料。因此，塑料的易燃性越来越引起人们 的警惕。虽然有些塑料品种的可燃性比较低，氧指 数大于 30，但这并不是说在有火种相助时就不燃烧， 而只是有火即燃烧，离火即灭罢了。因此，在要求 使用绝对不燃烧材料时，塑料材料就难以满足需要 了。与不燃材料相比，塑料只能用于低阻燃要求的 场合。
六种阻燃高分子材料的 分析、选择、改性
项目26的六组任务
第一组：请为氧指数＜15塑料制品的生产选择合适的高分子 材料；
第二组：请为17＜氧指数＜19塑料制品的生产选择合适的高 分子材料；
第三组：请为18.5＜氧指数＜24塑料制品的生产选择合适的 高分子材料；
第四组：请为24.5＜氧指数＜30塑料制品的生产选择合适的 高分子材料；
第五组：请为29＜氧指数＜36塑料制品的生产选择合适的高 分子材料；
第六组：请为40＜氧指数＜95塑料制品的生产选择合适的高 分子材料。
教学目的
通过对项目26 所涉及到六种阻燃高分子材料的分析、 选择、改性的整个实施过程，使学生进一步了解并 掌握完成一个完整项目的每个细节，初步形成实施 每个细节过程的能力，最终达到根据产品需要对高 分子材料进行合理分析、合理选择、合理改性的总 能力；进而结合学生所选择出来的材料从理论上归 纳、总结与高分子物理的研究对象直接相关的结构 与性能的关系；同时在完成项目过程中对课程整体 方案所规定的拓展能力进行初步的锻炼。
从表 26-1中看出，氧指数大于 30 的难燃塑料品种 有：PF、MPPO、PA66、MF、PI、PEEK、PPS、 HPVC、PBI、PVDC、F4、F3、F46、LCP 及聚苯 酯等。在要求阻燃性不很高时，这些塑料材料可以 直接使用，它们都具有相当的阻燃性能。
②对易燃烧类塑料进行阻燃改性时。从表 26-1中得 知，大多数塑料的氧发指数OI 都小于 30。而一般 阻燃场合都要求塑料的 OI 值要达到 30 左右。因此， 大多数塑料都需要进行阻燃改性。
塑料的抑烟改性方法为在树脂中加入金属氧化物类 抑 Mo烟O剂3、，C常uO用及的单Bi一O 金等属，氧其化中物M消oO烟3剂因有消：烟F好e而2O最3、 常用。
常用的复合金属氧化物消烟剂有：MgO/ZnO、 MoO3/CuO、MoO3/Sb2O3及 MoO3/ZnO 等，其中 以MgO/ZnO 复合效果最好。
能力（技能）目标
能根据阻燃高分子的不同用途要求，合理的 选择高分子材料；并能合理的分析所选择材 料的结构、性能；如果不能直接选择到合适 材料时，能 提出合理的改进意见与方案。
知识目标
被选用的高分子材料的主要结构特征、主要 性能及应用范围。
其中第26个项目重点学习高分子阻燃性能的 知识。
第二组：请为0.15w/(m•k)＜热导率＜0.18w/(m•k)制品的生 产选择合适的高分子材料；
第三组：请为0.18w/(m•k)＜热导率＜0.2w/(m•k)制品的生 产选择合适的高分子材料；
第四组：请为0.2w/(m•k)＜热导率＜0.23w/(m•k)制品的方:
PVC l00 份， 稳定剂 2 份，DOP 20 份， CaCO3 26 份，环氧大豆油 3 份， Sb2O3+MoO3 6 份。
此配方的最大烟密度下降 25%，氧指数为 41.5。
项目26的总结部分
图片：
阻燃PBT
阻燃EP
阻燃PA
阻燃PP
阻燃ABS
例一：PVC阻燃配方：PVC l00，Al(OH)3 50，增 塑剂 45，CPE 5，稳定剂 5， Sb2O3 10。 此配方的氧指数为 36。
例二：PP 100 ，Mg(OH)2 10，Al(OH)3 20～50 ， 红磷 5。
此配方的OI＝30
例三：无卤阻燃配方：LDPE 100 ，红磷 9， Al(OH)3 80。 此配方的OI＝30
塑料的阻燃改性方法是在树脂中加入阻燃材料，常 用的阻燃材料有无机类和有机类两种。无机类阻燃 材料有金属的氧化物如 Sb2O3 等、金属氢氧化物 Al(OH)3 和 Mg(OH)2 等、无机磷及磷化物、硼化物 如水合硼酸锌等；有机阻燃材料有有机溴化物、氮 化物及有机硅等。
下面介绍具体的阻燃配方实例。