低烟低毒阻燃三元乙丙橡胶橡塑复合材料的设计和性能研究

来源 :中国科学技术大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jyjs1234
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
EPDM橡塑复合材料具有优异的机械性能、加工性能和综合物性(包括耐热、耐光、耐臭氧、耐化学腐蚀等特性),而被广泛应用在公共建设、交通设施、电学和包装材料之中。但EPDM橡塑复合材料氧指数在20%左右,属于易燃材料,且燃烧时易滴落,具有巨大的火灾隐患;同时,EPDM及其橡塑复合材料在燃烧过程中会释放大量的烟和毒性气体。因此,研究低烟低毒阻燃EPDM橡塑复合材料具有重要的现实价值。本论文中,设计并合成了含锌类的抑烟硫化剂、不同结构的含磷硅烷偶联剂、片层结构的SnS2阻燃协效剂、具有阻燃催化特性的核壳结构阻燃剂,用于无卤阻燃EPDM橡塑复合材料,研究了其在橡塑复合材料中的阻燃减毒作用效果和作用机制。主要研究工作如下:1.合成了羟基锡酸锌(ZHS)和六方硼酸锌(ZB),将其添加入不同硫化体系的EPDM/EVA橡塑复合材料中,用以替代氧化锌作为硫化活性剂。本章中,通过研究各类硫化体系对橡胶硫化特性、力学性能和阻燃性能的影响,确定合适的硫化体系,并研究了含锌抑烟单元在不同硫化方式中的作用效果。UL-94和LOI测试表明,ZB和氢氧化镁协效阻燃体系,能够使EPDM/EVA通过UL-94 V-0级别,且氧指数高达33.5%。锥形量热测试表明含硫硫化体系有较低的PHRR,同时ZB的加入能够有效降低PHRR,增加材料的安全性。通过TG-IR对材料的热解过程进行分析,发现在裂解过程中,碳氢化合物等可燃成分有效降低,这意味着较低的火灾风险。SSTF烟气毒性测试表明ZHS和ZB的引入均能使CO的释放显著降低。结论表明,含锌抑烟单元能够很好的替代氧化锌充当活化剂,从而在提升其阻燃性能的同时,保证硫化的正常进行。2.通过离子驱动组装方式制备了具有催化阻燃特性的介孔羟基锡酸铁包覆的氢氧化镁阻燃剂(MDH@mFeOHS),应用于EPDM/EVA橡塑复合材料中,并研究核壳结构阻燃剂对橡塑材料的燃烧性能的影响。燃烧测试表明,MDH@mFeOHS能大幅提高材料的阻燃性能,发现其40%wt添加量时,EPDM/EVA橡塑复合材料能够达到UL-94 V-0级别,且LOI高达32.0%;其PHRR相较于氢氧化镁阻燃体系可以降低40%以上;SSTF测试表明MDH@mFeOHS添加的EPDM/EVA材料,其烟气危害成分得到有效的降低;这是由于将硫化橡胶的交联点引入核壳结构阻燃剂表面,改善阻燃剂的分散从而提高阻燃性能。。3.设计并合成两种不同结构的含磷硅烷偶联剂DOPO-VTS和PEPA-IPTS,用以改善AHP在橡塑材料中的分散性;合成MnHS,与AHP/PEPA-IPTS协效阻燃EPDM/EVA橡塑材料。测试结果表明:两种含磷硅烷均能有效提升AHP与橡塑材料的界面相容性和力学性能。PEPA-IPTS还能提升AHP的阻燃效率,当90份AHP和10份PEPA-IPTS添加到150份(EPDM/EVA=2/1)橡塑材料中时,复合材料可以达到UL-94 V-0级别,LOI值达到31.5%。此外,添加5份MnHS取代阻燃剂后,EE/AHP/PEPA-IPTS的PHRR降低约20.0%。4.通过水热法合成了片层SnS2材料,并与APP和PER复配阻燃EPDM/PP橡塑复合材料。DSC测试结果表明,SnS2的引入能够有效降低EPDM/PP橡塑复合材料的玻璃化转变温度;在100份EPDM/PP橡塑复合材料中,添加4份SnS2、39份APP和13份PER时,垂直燃烧通过了V-0级别且LOI值也高达29.5%;微型量热仪(MCC)和锥形量热测试(CCT)则表明,添加SnS2后材料的热释放明显降低;且燃烧释放的碳氢化合物等可燃性气体成分显著降低;SnS2的加入,显著提高了EPDM/PP橡塑复合材料的火灾安全性。5.使用离子驱动的方法合成了锌和锡掺杂的聚磷酸铵(ZSAPP),通过SEM表征了其结构,证明了掺杂结构的形成。ZSIFR(ZSAPP:PER=3:1)能够有效提升EPDM/PP的阻燃性能,并通过V-O级别,相比于EPDM/PP/IFR(APP:PER=3:1),其LOI值增加了约2.5%。锥形量热仪测试表明EPDM/PP/ZSIFR的PHRR相较于EPDM/PP/IFR降低了约25%,且有较低的烟释放。SSTF测试结果表明,ZSIFR有效降低了EPDMM/PP燃烧产生的CO等毒性气体。
其他文献
电信网络诈骗犯罪已形成分工精细的产业链,衍生上下游关联犯罪,包括掩饰、隐瞒诈骗犯罪所得及其收益的洗钱犯罪。针对电信网络诈骗犯罪中的洗钱行为,基于刑法理论和现行法律,
掠夺性定价是一种策略性的价格行为。它通过打击竞争对手,以前期的降价亏损来换取后期的垄断利润,损害了正常的市场竞争秩序和消费者福利,所以必须予以规制。然而,掠夺性定价
本文以2017年滨河路污水管道穿越高家坡路的顶管工程为例,浅谈一下非开挖顶管泥水平衡法的施工工艺控制。
中小企业的发展是促进中国实体经济发展的重点,国家各部门出台了一系列解决中小企业融资困境的政策举措,新时代下的供应链金融依托互联网+、大数据、区块链、人工智能等技术
目的:采用创新的湿法超微粉碎技术对传统名方“七厘散”进行二次开发,改进其制备工艺,改革其落后剂型,最大程度提高药物生物利用度,建立完善的质控体系,得到安全、高效、稳定
马克思的国际价值论是他的劳动价值论在国际经济关系中的应用和发展。马克思运用国际价值理论科学地论述了国际间经济往来和国际贸易的必要性及其重要作用,并明确指出了伴随
用抗病毒中药制剂防治高致病性猪蓝耳病具有较大的潜力,本试验评价了一种自拟组方制备的中药复方抗病毒制剂对猪高致病性蓝耳病(HP-PRRS)人工感染病例的治疗效果。方法:通过
马克思在《经济学手稿(1857-1858年)》的导言中提出政治经济学的方法的两条原则。第一条是从具体到抽象的道路,第二条是从抽象上升到具体的道路。并指出第二条道路是科学的分
48份萝卜品种(包括自交系和品系)在室内援种TuMV试验结果表明:萝卜对病毒病的抗性与潜育期呈显著正相关。抗病性不同的萝卜潜育期长短有明显差异,最长的达25天,最短的只有11
<正>2010年11月摄于新疆博物馆《人与生命》展厅古代西域曾盛行生命树崇拜这种文化现象,蕴含着一个深刻的道理——人与自然,犹如孩子与母亲、民族与祖国,永远是不可分割的整