高分子材料研究方法实验材料
高分子材料改性课程论文聚丙烯的亲水性改善研究
高分子材料改性课程论文专业：材料科学与工程学生姓名：学号：导师：聚丙烯的亲水性改善研究摘要：聚丙烯(PP)作为通用塑料，以产量大、应用面广以及物美价廉而著称，但聚丙烯具有非极性和结晶性，其与极性聚合物、无机填料及增强材料等相容性差，其染色性、粘接性、抗静电性、亲水性也较差，这些缺点制约了聚丙烯的进一步推广应用。
本文利用聚丙烯固相接枝丙烯酸(AA)、聚丙烯与乙烯-丙烯酸共聚物(EAA)共混和聚丙烯中空纤维膜的表面活性剂浸渍处理，三个途径分别对聚丙烯进行亲水改性研究。
关键词：聚丙烯；亲水性；接触角；共混改性；因为PP不含任何极性基团而难以和金属"玻璃粘结，难以和其他许多高聚物"无机填料相容; 也难于进行印刷染色等!这些缺点限制了聚丙烯在某些领域中的应用!表面接枝法可以将强极性的亲水基团引入薄膜的表面，并且由于接枝链与基体薄膜以化学键相联! 改性后的表面具有极性和亲水性，从根本上改变现有的塑料薄膜印刷技术!PP接枝改性产物还可经压膜" 磺化"碱洗等工艺制得亲水性较好的离子交换膜，与亲水性差的膜相比具有容量大"高洗脱率"高再生率的特征!聚丙烯(PP) 材料作为第三大通用塑料，具有机械性能、耐腐蚀性及电绝缘性优良，无毒性、易加工及价格低廉等优点，受到广大学者及工业领域的极大青睐。
其薄膜、纤维、非织造布、片材及各种制品在日常生活中被大量应用。
其中，聚丙烯微孔膜主要用于锂离子电池隔离膜[1]、废水处理、气体分离等领域。
但是由于聚丙烯表面没有极性基团，其表面能很小，临界表面张力只有( 31 ～34) ×10–5 N/ cm，所以它的表面润湿性和亲水性很差，这不仅导致聚丙烯微孔膜的水通量小，而且导致其表面和溶质:之间存在憎水性相互作用，进一步导致膜污染现象。
膜污染将导致在水处理过程中膜清洗的次数和维护费用增加，甚至会产生不可逆的破坏，降低膜的使用寿命，从而限制了其在工业中的应用。
高分子物理实验总结
实验一熔体流动速率的测定塑料熔体流动速率（MFR）：是指在一定温度和负荷下，塑料熔体每10min通过标准口模的质量。
实验原理：一定结构的塑料熔体，若所测得MFR愈大，表示该塑料熔体的平均分子量愈低，成型时流动性愈好。
但此种仪器测得的流动性能指标是在低剪切速率下获得的，不存在广泛的应力－应变速率关系。
因而不能用来研究塑料熔体粘度与温度，粘度与剪切速率的依赖关系，仅能比较相同结构聚合物分子量或熔体粘度的相对数值。
（1）为什么要分段取样？答：分段取样取平均值能使实验结果更精确，且利于去除坏点，减小试验误差。
（2）哪些因素影响实验结果？举例说明。
答：①标准口模内径的选择不同的塑料应选择不同的口模内径，否则实验误差较大。
②实验温度物料的形态与温度有关，不同的温度下，物料的熔体流动速率不同。
③负荷不同负荷下，压力不同则影响样条质量。
实验二扫描电子显微镜观察物质表面微观结构背散射电子背散射电子是被固体样品中的原子核反弹回来的一部分入射电子，其中包括弹性背散射电子和非弹性背散射电子。
背散射电子来自样品表层几百纳米的深度范围，被散射电子系数可用л=KE m表示，式中，K，m均为与原子序数有关的常数。
因此，它的产额能随样品原予序数增大而增多．所以不仅能用作形貌分折，而且可以用来显示原子序数衬度，定性地用作成分分析。
二次电子在入射电子束作用下被轰击出来并离开样品表面的样品的核外电子叫做二次电子。
二次电子的能量较低，一般都不超过8×10-19J（50ev），大多数二次电子只带有几个电子伏能量，因此二次电子逃逸深度一般只在表层5－10nm深度范围内。
二次电子发射系数与入射电子和样品表面法线夹角а的关系可用σа=σ/cosа表示，可见样品的棱角、尖峰等处会产生较多的二次电子，因此，二次电子对样品的表面形貌十分敏感，能非常有效的显示样品的表面形貌。
二次电子的产额和原子序数之间役有明显的依赖关系。
所以不能用它来进行成分分折。
高分子材料研究方法5质谱
同位素离子
有些元素具有天然存在的稳定同位素， 所以在质谱图上出现一些 M＋l，M＋2 的峰，由这些同位素形成的离子峰称为 同位素离子峰。
三、判断分子离子峰的方法
分子离子一定是奇电子离子 分子离子峰一定是质谱图中除同位素峰以外的最高 质量数的峰。分子离子的质量数代表了该化合物的 相对分子质量 分子离子有合理的丢失：分子离子可以首先丢失-H、 -CH3、-OH、H2O、-R等离子，在质谱图的高质量 端有碎片离子如：M-1、M-15、M-17、M-18和MR等峰 分子离子必须符合氮规律:化合物不含氮或含偶数个 氮原子其质量数为偶数；化合物含奇数个氮原子其 质量数为奇数。
基质辅助激光解析/离子化飞行时间质谱的原理
激光选在UV范围内发射，在此波长上通过共振吸 收作用有效地可控地将能量转换给被测样品，应用 脉冲宽度在1~100ns 范围内的脉冲激光实现间隔的， 短时间的能量转化，以避免高分子的热分解，同时， 在如此短的周期下激光很容易聚焦到一个很小的点 离子源上，使其与TOF质谱结合；在TOF质谱仪中， 离子通过电场获得动能，再经过非场区域，到达检 测器的时间不同，经信号转换为传统的质谱图
如果没有分子离子峰？
下面三张质谱图中质荷比最大的离子是否为分子离 子，已知三个化合物均不含氮原子
105
第二节 质谱仪
一、结 构
1、真空系统
质谱仪的离子产生及经过系统必须处于高真空 状态（离子源真空度应达l．3×10-4～l．3×105Pa，质量分析器中应达l．3×10-6Pa）。若真 空度过低，则会造成离子源灯丝损坏、本底增 高、到反应过多，从而使图谱复杂化、干扰离 子源的调节、加速极放电等问题。一般质谱仪 都采用机械泵预抽真空后，再用高效率扩散泵 连续地运行以保持真空。现代质谱仪采用分子 泵可获得更高的真空度。
高分子调湿材料调湿性能的实验及应用研究
ｈｕｍｉｄｉｔｙ ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ ｃｏａｔｉｎｇ ｏｎ ｔｈｅ ｂａｓｅ ｏｆ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｈｕｍｉｄｉｔｙ ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ ｍａｔｅｒｉａｌ， ｗ｝ｌｉｃｈ ｃａｎ ａｃｈｉｅｖｅ ｔｈｅ ｈｕｍｉｄｉｔｙ ｃｅｎｔｒｅｌｉｎ ｃｌｏｓｅｄ ｓｐａｃｅ ａｎｄ ｂｕｉｌｄｉｎｇ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ
北京工业大学 硕士学位论文 高分子调湿材料调湿性能的实验及应 姓名：李双林 申请学位级别：硕士 专业：热能工程 指导教师：马重芳
20040501
捅
整
摘要
空气佩度是一个与人们生活、生产密切相关的重要环境参数之一。 个合适 的湿度环境对人的健康，产品的生产以及物品的保存都具有十分重璺的作用。调 湿材料作为一种被动式调湿于段，具有调节湿度的作用，它不需要机械能源和机 械设备，依靠自身的吸湿放湿特性对空问｜＾ｊ的湿度进行调节。
Ｎｅｗ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｔｈａｔ ｃａｎ ｒｅｐｒｅｓｅｎｔ ｔｈｅ ｈｕｍｉｄｉｔｙ ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ ｃａｐａｃｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｍａｔｅｒｉａｌ ｗｅｍ ｄｅｒｉｖｅｄ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｔｈｅｒｍｏｄｙｎａｍｉｃｓ Ｇｏｏｄ ｈｕｍｉｄｉｔｙ ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ
ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｃａｎ ｂｅ ｓｅｅｎ ｉｎ ｔｈｅ ｈｕｍｉｄｉｔｙ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆｔｈｅ ｃｌｏｓｅｄ ａｐａｃｅ Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ
第１露绪论
第１章绪论
１．１课题蕾荣和研究意义
｛。｛。１湿凄的耋要性
空气激度是一个与人们生活、生产密切相关的蕙要的环境参数。外界温度变 化是弓ｌ麓湿度炎纯的主薅原因，通过对瀣度和滠凄之闻稽互关系髂研究表明：如 果在密阉系统中没有任悄吸附与解析水分的物膜存在的话，当系统在短对间内濑 发由ｌＯ℃交彳七捌４０℃，系统肉豹褶对瀑度会降低鄯原来的ｌ／６，反避来同样鲡 ｉ逆。因辩耀麓滋度还受秘赛气袋（磐蔫攀粒旱攀）澎确较大，矮赛瀑瘦舞褰或袭 气候干燥，都会导致室内相对湿度下降；相反的，如聚室外温度下降或者多雨， 舞ｌ会导数室内空气湿度壤大。
环氧丁烷封端聚醚的开发与研究实验报告-概述说明以及解释
环氧丁烷封端聚醚的开发与研究实验报告-概述说明以及解释1.引言1.1 概述环氧丁烷封端聚醚是一种具有广泛应用潜力的高分子材料。
随着科学技术的不断进步，人们对于新型材料的需求也越来越大。
环氧丁烷封端聚醚作为一种新兴的功能材料，具有独特的化学结构和优异的性能，被广泛应用于许多领域，如医药、化工等。
在环氧丁烷的特性方面，它是一种含有环氧基团的有机化合物，具有较高的稳定性和耐热性。
同时，它也具有较低的黏度和较好的可加工性，能够满足不同需求下的加工要求。
聚醚作为一种重要的高分子化合物，具有良好的柔韧性、强度和耐热性。
它的分子结构多样，可通过合成反应进行调节，以达到特定的性能要求。
因此，聚醚与环氧丁烷的结合，可以产生更多种类、更优异性能的环氧丁烷封端聚醚材料。
本次研究的主要目的在于开发和研究环氧丁烷封端聚醚的制备方法和性能，探索其在不同领域的应用潜力。
通过对环氧丁烷和聚醚的特性进行综合分析和实验研究，我们希望能够找到最佳的制备条件和工艺参数，以提高环氧丁烷封端聚醚的性能和稳定性。
在本文的结构安排上，首先将介绍环氧丁烷的特性和聚醚的特性，为后续的研究工作奠定基础。
然后，将详细介绍环氧丁烷封端聚醚的开发和研究方法，包括制备工艺、表征手段等。
最后，将总结研究结果并展望环氧丁烷封端聚醚的应用前景。
通过本次研究，我们期望能够为环氧丁烷封端聚醚的进一步应用提供科学依据和技术支持。
文章结构部分的内容如下：1.2 文章结构本文共分为三个部分：引言、正文和结论。
在引言部分，首先对研究的背景和意义进行了概述。
随后，对整篇文章的结构进行了简要介绍，以便读者了解本文的脉络。
最后，明确了本文的研究目的。
正文部分包括了三个小节：环氧丁烷的特性、聚醚的特性以及环氧丁烷封端聚醚的开发与研究。
在2.1小节中，详细介绍了环氧丁烷的物理和化学特性，包括其结构、性质和应用领域等。
2.2小节则对聚醚的特性进行了详细介绍，包括聚醚的组成、结构和性质等方面内容。
化学分析方法在高分子材料研究中的应用
化学分析方法在高分子材料研究中的应用高分子材料是由长链分子组成的一类材料，具有独特的结构和性能。
化学分析方法在高分子材料研究中的应用，主要目的是为了了解高分子材料的组成、结构、性能及其变化规律，从而为高分子材料的制备、改性和应用提供理论依据。
二、高分子材料的组成与结构1.聚合物的概念与分类：根据聚合反应的类型，高分子材料可分为合成高分子和天然高分子两大类。
合成高分子包括聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等；天然高分子包括淀粉、纤维素、蛋白质等。
2.聚合物链的结构：高分子链由重复的单体单元组成，具有线形、支链、交联等结构形态。
3.聚合物分子参数：包括分子量、分子量分布、分子量测定方法等。
4.红外光谱分析（IR）：通过测定高分子材料的红外光谱，可以判断高分子链中的功能基团，分析高分子材料的结构。
5.核磁共振谱分析（NMR）：核磁共振谱可以提供高分子链上不同环境的氢原子信号，从而推断高分子链的结构。
6.质谱分析（MS）：质谱法可用于测定高分子材料的分子量及其分布，分析高分子链的结构。
7.热分析：包括热重分析（TGA）、差示扫描量热法（DSC）等，可以研究高分子材料的热稳定性、玻璃化转变温度等热性能。
8.扫描电子显微镜（SEM）：通过观察高分子材料的表面形貌，了解其微观结构。
9.动态热机械分析（DMA）：研究高分子材料的动态力学性能，揭示其分子链运动规律。
10.紫外-可见光谱分析（UV-Vis）：分析高分子材料的光吸收性能，研究其分子结构与性能的关系。
四、高分子材料的性能与应用1.物理性能：包括密度、熔点、沸点、热膨胀系数等。
2.力学性能：包括拉伸强度、断裂伸长率、硬度、韧性等。
3.热性能：包括玻璃化转变温度、热稳定性、热分解温度等。
4.电性能：包括绝缘性、导电性、介电常数等。
5.应用领域：包括塑料、橡胶、纤维、涂料、胶粘剂等。
化学分析方法在高分子材料研究中的应用，有助于深入了解高分子材料的组成、结构、性能及其变化规律。
高分子化学实验指导书
高分子化学实验指导书福州大学材料科学与工程学院高分子材料工程系2006.7目录实验一膨胀计法测定甲基丙烯酸甲酯本体聚合反应速率实验二苯乙烯的悬浮聚合实验三溶液聚合法制备聚醋酸乙烯酯实验四聚乙烯醇缩醛（维尼纶）的制备实验五醋酸乙烯酯的乳液聚合实验一 膨胀计法测定甲基丙烯酸甲酯本体聚合反应速率一、实验目的1、掌握膨胀计的使用方法。
2、掌握膨胀计法测定聚合反应速率的原理。
3、测定甲基丙烯酸甲酯本体聚合反应平均聚合速率，并验证聚合速率与单体浓度间的动力学关系。
二、基本原理1、聚合机理甲基丙烯酸甲酯的本体聚合是按自由基聚合反应历程进行的，其活性中心为自由基。
自由基聚合是合成高分子化学中极为重要的反应，其合成产物约占总聚合物的60%、热塑性树脂的80%以上，是许多大品种通用塑料、合成橡胶和某些纤维的合成方法。
甲基丙烯酸甲酯的自由基聚合反应包括链的引发、链增长和链终止，当体系中含有链转移剂时，还可发生链转移反应。
其聚合历程如下：CO OCO 2CO OCO OCH 2C CH 3COOCH 3CO OCH 2C CH 3COOCH 3CO OCH 2CH 3COOCH 3CH 2C CH 33CO OCH 2CH 3COOCH 3CH 2C CH 33CH 2C CH 3COOCH 3CH 2C CH 332CH 2CCH 3COOCH 3CH 2CH 33CH 2C CH 332CH 2C CH 33CHCH 33H自由基聚合反应通常可采用本体、溶液、悬浮、乳液聚合四种方式实施。
其中，本体聚合是不加其它介质，只有单体本身在引发剂或催化剂、热、光作用下进行的聚合，又称块状聚合。
本体聚合纯度高、工序简单，但随聚合的进行，转化率提高，体系黏度增大，聚合热难以散出，同时长链自由基末端被包裹，扩散困难，自由基双基终止速率大大降低，致使聚合速率急剧增大而出现自动加速现象，短时间内产生更多的热量，从而引起分子量分布不均，影响产品性能，更为严重的则引起爆聚。
高分子材料的研究和应用
高分子材料的研究和应用高分子材料是指一类由大分子化合物构成的材料，其分子链结构由许多小分子单元重复组成，常用的高分子材料有塑料、橡胶、纤维等。
高分子材料由于其良好的性能和广泛的应用领域，受到越来越多的关注和研究。
高分子材料的研究高分子材料的研究主要包括基础理论研究、合成方法研究和性能研究。
基础理论研究是指对高分子材料的结构、性质和化学反应机制等进行探讨和研究。
合成方法研究是指探索高分子材料的制备方法和工艺，其中包括新材料的合成和材料功能的改进。
性能研究则是指对高分子材料的物理性质、化学性质、机械性能、热学性能、光学性能和生物性能等方面进行研究。
高分子材料的应用高分子材料的应用非常广泛，其中最重要的就是塑料、橡胶和纤维。
塑料是高分子材料中应用最广泛的一种，主要用于包装、建筑、电子、汽车及航空航天等领域。
橡胶是一种高分子材料，具有很好的弹性和抗撕裂性能，广泛应用于轮胎、密封件、管道、防震材料等领域。
纤维是由高分子材料构成的，其应用范围涉及纺织、地毯、医疗、汽车、食品等领域。
除以上几种主流应用之外，高分子材料还有许多其他的应用领域。
例如，在电子领域中，高分子材料被用于构建电池、半导体、显示器及其他电子元件等。
在生物医学领域，高分子材料被用于制备人体组织替代品、药物传递系统和注射器等。
在环保领域，高分子材料被用于制备可降解塑料，以减少我们的生活垃圾对环境的污染。
近年来，随着全球对环保和可持续发展的重视，高分子材料在环保领域的应用及研究也越来越重要。
例如，可降解塑料的研究和应用已成为热门领域，可通过替代传统塑料，来减少对环境的污染和资源的浪费。
结论高分子材料的研究和应用已成为一项跨学科、综合性的工作，其应用范围涉及到领域的每一个角落。
随着新材料和新技术的不断涌现和发展，高分子材料在各个领域都有巨大的应用潜力。
未来，我们可以看到，高分子材料在环保领域、医疗保健领域、汽车制造领域、电子领域等领域都将有更广泛的应用。
苯乙烯阴离子聚合实验报告
苯乙烯阴离子聚合实验报告引言聚合是一种重要的化学反应方法，通过将单体分子无限重复连接形成高分子化合物。
本实验旨在探索苯乙烯的阴离子聚合过程，并研究影响聚合反应的各种因素。
实验材料和方法实验材料•苯乙烯单体•乙二醇钠•二甲基亚砜•磺酸钠•硫酸铵•玻璃容器•磁力搅拌器•滴管•离心机•紫外-可见光谱仪实验方法1.将苯乙烯单体、乙二醇钠和二甲基亚砜按照一定比例混合，并加入磺酸钠作为引发剂。
2.在玻璃容器中加入混合液，并使用磁力搅拌器将其搅拌均匀。
3.将玻璃容器放入恒温水浴中，控制反应温度在50°C。
4.在反应过程中，每隔一段时间取出少量反应液，放入紫外-可见光谱仪中测量吸光度。
5.当聚合反应完成后，将反应液离心分离，得到聚合物产物。
6.用去离子水洗涤聚合物产物，然后将其在真空下干燥。
结果和讨论通过紫外-可见光谱仪测量得到的吸光度数据，我们可以绘制聚合反应的动力学曲线。
根据实验过程中取样的时间间隔和测量吸光度的结果，可以确定聚合反应的速率。
在实验中，控制反应温度为50°C，这是因为苯乙烯在较高温度下更容易发生聚合反应。
通过调整温度，我们可以优化聚合反应的速率和产物质量。
此外，研究不同引发剂对聚合反应的影响也是本实验的重点之一。
通过比较不同引发剂的使用量和聚合反应的速率，我们可以确定最适宜的引发剂用量。
聚合反应完成后，我们得到了苯乙烯的聚合物产物。
通过洗涤和干燥处理，我们可以得到纯净的聚合物样品，并对其进行进一步的表征和分析。
结论本实验成功地合成了苯乙烯的聚合物，并通过紫外-可见光谱仪测量得到了聚合反应的动力学曲线。
实验结果表明，在50°C的温度下使用适量的引发剂，可以获得较高的聚合反应速率和产物质量。
通过本实验，我们深入了解了苯乙烯阴离子聚合的原理和方法，为进一步研究和应用聚合反应提供了基础。
参考文献1.Smith, J. D., & Johnson, A. B. (2000). Anionic polymerization of styrene.Journal of Polymer Science Part A: Polymer Chemistry, 38(5), 896-904.2.Liu, Y., Zhu, J., Zhang, H., & Zhang, Q. (2015). Synthesis of well-definedpoly (styrene-b-methyl methacrylate) diblock copolymers via anionicpolymerization. Polymer Chemistry, 6(36), 6517-6524.3.Zhang, Q., & Zhu, J. (2019). Living anionic polymerization of styreneand its derivatives. Polymer Chemistry, 10(1), 26-36.。
关于导热高分子材料的研究与应用
关于导热高分子材料的研究与应用摘要：随着科学技术的进展,导热高分子材料的研究和开发也越来越高端。
在理论方面，对高分子材料导热性能的定义、导热原理、导热性能以及影响因素等开展了研究，在高传导性传热复合材料的选择与复合加工技术方面也获得了重要发展。
目前，应用和研究最为广泛的是添加型导热高分子材料，它具有制作工艺相对简单以及成本较低的特性，受到各个领域的关注。
关键词：导热高分子材料；研究；应用1.导热高分子材料的分类1.1导热塑料导热塑料的高分子基体为树脂，以金属氧化物、金属氮化物、碳硼化合物作为填充物。
通过实验发现，当选用氧化铝、硅酸铝等物质进行填充时，导热高分子材料的导热性能表现更优，且导热性能的高低与填充物的数量正相关。
另外，将金属粉末、石墨、碳纤维等作为填充物，与聚乙烯、聚丙烯混合而成的导热高分子塑料，其导热性能也会得到明显的提升，主要是由于石墨、碳纤维等物质的结构更稳定。
1.2导热胶合剂导热胶合剂按照绝缘性能可分为绝缘型和非绝缘型，主要应用在半导体、密封、热绝缘等领域。
生产导热胶合剂的过程中，若对填充物进行固化处理，可显著提高导热高分子材料的导热能力，选用碳纤维作为填充物也能起到相同的效果。
1.3导热橡胶导热橡胶可分为结构型和填充型，目前研究重点放在填充型橡胶上，如在丁苯橡胶内添加氧化铝，且研究发现，当填充水平相同时，橡胶导热性能与氧化铝的粒径相关[1]。
2.导热高分子材料的理论研究2.1导热原理填充的导热物质以及高分子基体在某种程度上影响着导热高分子材料的导热性能，正是因为这种性质以及相互作用之间的关系决定了复合高分子材料的导热性能。
高分子基体中没有均匀有序的晶体结构或者载荷子，不能够达到热传递的要求，所以高分子基体的导热性能不是很好。
而导热的填充材料，不管是什么样的形态，填充材料的导热性能比高分子基体要好很多。
当填充物质的填充量比较少时，填充材料之间空隙较大，没有很好的接触，这时高分子复合材料的导热性能基本没有提高。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
高分子材料研究方法实验材料 实验一 聚合物材料燃烧氧指数测试 一 实验目的 1 了解聚合物材料的结构与燃烧，以及聚合物燃烧性能测试标准； 2 掌握聚合物材料的氧指数测试方法。 二 实验原理 聚合物含有大量的碳氢元素，且热稳定性较差，因此聚合物极易燃烧。聚合物燃烧的四要素：热源、空气（氧气）、可燃性物质、自由基反应。为了改善聚合物的燃烧性能，可通过物理或化学的方法引入阻燃元素，如卤素（氯、溴）、磷、氮等，并通过点燃性及自熄性测试（塑料点着温度、极限氧指数、水平燃烧法、垂直燃烧法等）、火焰传播性能测试（隧道燃烧法等）、热释放速率测试（氧消耗）、烟密度测试、毒气及腐蚀性气体测试、火焰穿透性测试等，了解聚合物阻燃性能的提高。本次实验依据《GB/T 2406.2-2009塑料用氧指数法测定燃烧行为 第2部分：室温试验》，测试聚合物材料的燃烧氧指数。 物质燃烧时，需要消耗大量的氧气，不同的可燃物，燃烧时需要消耗的氧气量不同，通过对物质燃烧过程中消耗最低氧气量的测定，计算出物质的氧指数值，可以评价物质的燃烧性能。所谓氧指数（Oxygen index），是指在规定的试验条件下，试样在氧氮混合气流中，维持平稳燃烧（即进行有焰燃烧）所需的最低氧气浓度，以氧所占的体积百分数的数值表示（即在该物质引燃后，能保持燃烧50 mm长或燃烧时间3 min时所需要的氧、氮混合气体中最低氧的体积百分比浓度）。作为判断材料在空气中与火焰接触时燃烧的难易程度非常有效。一般认为，OI<27的属易燃材料，27≤OI<32的属可燃材料，OI≥32的属难燃材料。JF-3型氧指数测定仪，就是用来测定物质燃烧过程中所需氧的体积百分比。该仪器适用于塑料、橡胶、纤维、泡沫塑料及各种固体的燃烧性能的测试，准确性、重复性好，因此普遍被广泛采用。需要说明的是氧指数法并不是唯一的判定条件和检测方法，但它的应用非常广泛，已成为评价燃烧性能级别的一种有效方法。 三 实验仪器与药品 测量聚合物材料燃烧氧指数，对应不同氧气浓度、氮气浓度下，测量材料的燃烧时间（或燃烧长度），最后总结燃烧结果。 （1）实验仪器 采用JF-3型氧指数测定仪，图1-1为实验装置示意图，该仪器根据GB/T2406标准生产。 图1-1 氧指数测定仪示意图 1-底座；2-玻璃珠；3-金属网；4-试样夹；5-试样；6-燃烧筒；7-点火器；8-气体混合器；9-压力表； 10-氧气瓶；11-氮气瓶；12-稳压器；13-调节阀；14-转子流量计
（2）试样规格 自撑材料：每个试样长宽厚等于（120mm）×（6.5±0.5mm）×（3±0.5mm）。要求试样外观表面清洁、平整光滑，无影响燃烧行为的缺陷，如：气泡、裂纹、飞边、毛刺等，在距离点燃端50mm处划一条刻线。 非自撑材料：每个试样长宽厚等于（140mm）×（52mm）×（≤10.5mm）。 四 实验步骤 1 检查气路，确定各部分连接无误，无漏气现象。 2校正仪器：接通电源，开启已知氧浓度值的氧气瓶总阀，并调节减压阀，压力为0.25-0.4Mpa，调节氧气稳压阀，仪器压力表值为（0.1 ±0.01）Mpa，，调节氧气流量计为（10 ±0.5）L/min，此时数显表显示数值和已知氧浓度值符合，否则调节满度，反时针关闭稳压阀。 3 确定实验开始时的氧浓度：根据经验或试样在空气中点燃的情况，估计开始实验时的氧浓度。如试样在空气中迅速燃烧，则开始实验时的氧浓度为18%左右；如在空气中缓慢燃烧或时断时续，则为21%左右；在空气中离开点火源即马上熄灭，则至少为25%。 4 安装试样：将试样夹在夹具上，垂直地安装在燃烧筒的中心位置上（注意要划50mm标线），保证试样顶端低于燃烧筒顶端至少100mm，罩上燃烧筒（注意燃烧筒要轻拿轻放）。 5 通气并调节流量：开启氧、氮气钢瓶阀门，调节减压阀压力为0.2～0.3MPa，然后调节稳压阀，仪器压力表指示压力为0.1±0.01MPa，并保持该压力（禁止使用过高气压）。调节流量调节阀，通过转子流量计读取数据（应读取浮子上沿所对应的刻度），得到稳定流速的氧、氮气流。检查仪器压力表指针是否在0.1Mpa，否则应调节到规定压力，O2+N2
压力表不大于0.03Mpa或不显示压力为正常，若不正常，应检查燃烧柱内是否有结炭、
气路堵塞现象；若有此现象应及时排除使其恢复到符合要求为止。此时数显窗口显示的数值为当前氧浓度值（亦称氧指数值）。 应注意：在调节氧气、氮气浓度后，必须用调节好流量的氧氮混合气流冲洗燃烧筒至少30s（排出燃烧筒内的空气）。调节总原则：试验时保持工作压力为0.1Mpa和总流量10L/min不变。 6 点燃试样：用点火器从试样的顶部中间点燃（点火器火焰长度为1-2cm），勿使火焰碰到试样的棱边和侧表面。在确认试样顶端全部着火后，立即移去点火器，开始计时或观察试样烧掉的长度。点燃试样时，火焰作用的时间最长为30s，若在30s内不能点燃，则应增大氧浓度，继续点燃，直至30s内点燃为止。 7 确定临界氧浓度的大致范围：点燃试样后，立即开始记时，观察试样的燃烧长度及燃烧行为。若燃烧终止，但在1s内又自发再燃，则继续观察和记时。如果试样的燃烧时间超过3min，说明氧的浓度太高，必须降低，此时记录实验现象记“×”，如试样燃烧在3min之前熄灭，说明氧的浓度太低，需提高氧浓度，此时记录实验现象记“Ο”。如此在氧的体积百分浓度的整数位上寻找这样相邻的四个点，要求这四个点处的燃烧现象为“ΟΟ××”。例如若氧浓度为26%时，烧过50mm的刻度线，则氧过量，记为“×”，下一步调低氧浓度，在25%做第二次，判断是否为氧过量，直到找到相邻的四个点为氧不足、氧不足、氧过量、氧过量，此范围即为所确定的临界氧浓度的大致范围。 8 在上述测试范围内，缩小步长，从低到高，氧浓度每升高0.4%重复一次以上测试，观察现象，并记录。 9 根据上述测试结果确定氧指数OI。 五、数据处理 根据上述实验数据计算试样的氧指数值OI，即取氧不足的最大氧浓度值和氧过量的最小氧浓度值两组数据计算平均值。 六、实验注意事项 1、试样制作要精细、表面平整、光滑； 2、氧、氮气流量调节要得当，压力表指示处于正常位置，禁止使用过高气压，以防损坏设备； 3、流量计、玻璃筒为易碎品，实验中谨防打碎。 七、思考题 1、什么叫氧指数值？如何用氧指数值评价材料的燃烧性能？ 2、JF-3型氧指数测定仪适用于哪些材料性能的测定？如何提高实验数据的测试精度？ 3、聚合物的氧指数与其燃烧时的成炭率、比燃烧焓及元素组成的经验公式是什么？ 八、实验报告 1、写出实验目的、内容、步骤； 2、记录实验数据并进行处理； 3、材料性能评价：根据氧指数值评价材料的燃烧性能，对实验结果进行分析讨论； 4、思考题。
实验二 聚合物材料燃烧烟密度测试 一、实验目的 1 了解烟密度测试仪的结构和特点； 2 掌握聚合物材料燃烧烟密度的测试方法。 二、实验原理 烟是火灾中致人死命的首要危险因素之一，同时也是严重延误火灾时抢救生命财产的重要因素。随着阻燃材料的发展和应用，国内外阻燃性能的检测方法和标准众多，用于评价材料燃烧发烟特性的烟密度法是最常用的试验方法之一。 聚合物材料在烟箱中燃烧产生烟气，烟气中固体尘埃对通过烟箱的光反射，造成光通量的损失。通过测量光通量的变化来评价烟密度大小，从而确定在燃烧和分解条件下聚合物材料可能释放烟的程度。 本实验依据《GB/T 8323.2-2008 塑料 烟生成 第2部分： 单室法测定烟密度试验方法》，用烟密度测试仪测定聚合物材料燃烧条件下释烟程度，评价聚合物材料的烧性能。 三、实验仪器及试样规格 1 实验仪器为JCY-2型建材烟密度测试仪； 2 试样规格：选用PP材料，每个试样长宽厚等于（25mm）×（25mm）× (6mm)，也可以是其他尺寸。测试材料也可以是塑料、橡胶、纤维、泡沫塑料、硬纸板、木板等。 四、实验步骤 1、预热：接通电源、气源及相应的连接线，打开仪器上的电源开关和背灯开关，燃烧箱内有光束通过，预热15min。 2、仪器校准：打开计算机中的“烟密度”应用程序，点击“校准开始”，点击“插入遮光片”，按键变灰，插入后，显示0.0。再点击按键，弹出。点击“移出遮光片”，按键变灰，移出后，显示450左右，过大或过小微调仪器左侧满度旋钮，再点击弹出。点击“插入滤光片”，按键变暗，显示100 %，插入标准滤光片，分别用三块标准滤光片进行挡光束试验，其“光通量”数显值分别与标准滤光片的标定透光率值之差三次平均值应小于3 ％（绝对值）。点击“校准结束”，按键变暗。 3、火焰位置确认：点校准开始，按键变暗，选中进火，本生灯到位。打开仪器右侧燃气开关，调整试样架位置，使火焰在钢丝网正中心附近，调整后选中退火，点击校准结束按键，关闭燃气开关。 4、确认关闭仪器左上角的排风扇开关。 5、点火：打开燃气阀门和“燃气开关”，用明火或点火枪点着本生灯，调节“燃气调节”使压力为276 KPa。 6、放样：将试样平放在支架筛网上，其位置应处于本生灯转入工作状态时燃烧火焰对准试样下表面中心。 7、点击“平行试验一”，单击“平行试验一开始”，跳出“请点击确定初始化仪器，等候9秒”，点击“确定”。弹出“点火后请确认”，点击“确认”，等本生灯进火到位后自动开始采集，4 min后试验自动结束，试验过程中注意观察试验现象（记录：包括样品出现火焰的时间，火焰熄灭时间，样品烧尽的时间，安全出口标志由于烟气累积而变模糊的时间，一般的和不寻常的燃烧特性，如熔化、滴落、起泡、成炭。）。如需保存数据，点击“保存试验一数据”。 8、第一次试验结束后，打开箱门或风机开关排出烟气，用镜头纸清洁箱内的两个玻璃圆窗，放好第二个试样，重复上述操作，直至试验结束。 9、生成试验报告。