高分子材料阻燃技術精選(九篇)

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第1篇：高分子材料阻燃技術范文

關鍵詞：高分子材料； 廢舊塑料； 建筑材料； 回收應用；

中圖分類號：TU5 文獻標識碼：A 文章編號：

一、前言

處理廢舊高分子材料是一把雙刃劍, 處理的好了不但降低了高分子的危害, 而且還能降低產品成本;處理不好我們的生活就要受到廢舊高分子的影響, 甚至毒害。將廢舊高分子材料作為一種建筑材料, 開辟了廢舊高分子回收的新途徑, 不但可以降低廢舊高分子材料的危害, 而且擴大建筑材料的來源。隨著科學技術的進一步發(fā)展, 會有越來越多的這種新型材料問世, 最終達到經濟效益、環(huán)境效益和社會效益的統(tǒng)一。

二、廢舊高分子材料在建筑材料中的回收應用問題分析研究

1、廢舊高分子材料制作墻體材料。隨著國家有關禁止使用粘土磚禁令的公布, 開發(fā)使用新型墻體材料已經成為一種必然趨勢, 同時回收利用廢舊高分子材料技術的發(fā)展, 為廢舊高分子材料復合成新型墻體材料提供了強有力的支持。目前已有許多這類技術發(fā)展相當成熟, 并用于實際的生產當中。

一是玻璃與塑料復合而成的樣品磚。由塑料, 玻璃復合而成的樣品磚已經研制出來,在國外已經得到了較廣泛的應用。其中塑料組分包括聚乙烯, 聚丙烯, 聚苯乙烯, 聚氯乙烯以及 ABS, 相同的粒徑形態(tài), 較窄的尺寸范圍和尺寸分布與近似尺寸的棕色玻璃混合成玻璃塑料復合材料, 其中玻璃的質量百分比根據不同的性能要求可為 15%,30%, 45%。這種材料能在 235℃模壓成標準的粘土磚形狀。當溫度在20～50℃范圍變化時, 經過抗壓實驗, 發(fā)現(xiàn)其斷裂應力是普通粘土磚的兩倍多。制備這種試樣時所要求的塑料不需要區(qū)分熱塑性和熱固性, 因此它的原料來源相當廣泛。

二是金屬橡膠混凝土。這種材料具有良好的性能, 它可以有效解決目前各類混凝土結構及現(xiàn)有墻體砌塊工程中常出現(xiàn)的各種裂縫, 隔音差、抗震性能不夠, 重量重, 抗沖擊性不足等問題, 可廣泛應用于橋梁、路面、飛機跑道、大壩及其他建筑。

三是用聚苯乙烯泡沫塑料生產混凝土保溫砌塊。運用此技術生產的混凝土保溫砌塊具有表觀密度小, 保溫、隔聲性能好, 抗壓強度高, 屬于輕質高強的新型墻體材料。生產的砌塊完全滿足墻體材料的表觀密度、抗壓強度以及保溫性能要求。在工程實際中, 砌塊的聚苯乙烯泡沫塑料部分基本不受外力作用, 只有外裹的水泥砂漿層起骨架作用。這種新型混凝土保溫砌塊是一種前景看好的新型墻體材料。

四是利用廢舊塑料和粉煤灰制建筑用瓦。這種建筑用瓦的研制成功, 不僅可以降低成本, 還是消除“白色污染”的一種積極方法。

五是利用廢泡沫生產新型保溫磚。研究成功了造價低廉、防火性好、保溫性能優(yōu)良的新型保溫磚。經測試, 這種新型保溫磚導熱系數(shù)小于 0.06 W/m.K, 優(yōu)于 0.09 W/m.K 的國家標準, 含水率小于 8%, 密度小于 225 kg/m3, 抗壓強度大于 0.21 MPa, 且耐候性強, 適合國內不同氣候的各地區(qū)使用, 取代傳統(tǒng)珍珠巖或煤渣等保溫材料。

2、廢舊高分子材料制作建筑裝飾材料

一是利用廢舊塑料生產的建筑用裝飾板材。利用廢舊塑料生產建筑用裝飾板材的研制已經取得了很大的進展, 其中一種技術已經在實際生產中廣泛應用。它是用廢舊塑料、色素添加劑、增強劑、增塑劑為原料, 以重量為單位, 每 100 份廢舊塑料匹配 5～10公斤色素添加劑, 20～50 份增強劑, 1～5 份增塑劑, 先將廢舊塑料洗凈、曬干后熔化, 再將熔化后成塊狀的廢舊塑料粉碎為 0.5 cm 左右的細顆粒, 再次熔化同時加入色素添加劑和增強劑, 攪勻后注入模具成型, 冷卻后出模, 然后漆上耐溫清漆即生產出成品。

二是利用廢舊塑料生產阻燃建筑裝飾材料。目前有報道研制出一種利用廢舊熱塑性塑料和鋸木粉通過加入添加劑改性生產防火阻燃型窗套、門套、墻裙等建筑裝飾材料的方法。運用該工藝生產的產品, 根據國家標準塑料燃燒性能實驗方法進行測定, 其結果達到 GB2408—80/1 級、GB4609—84/FV- 0 級;按照國家標準 GB5465—85 建筑材料不燃性試驗方法測定, 結果建筑材料不燃性試驗方法測定, 結果完全符合不燃性材料的要求。實驗證明這種材料阻燃性能良好,完全可以用作建筑裝飾材料, 同時通過造型還可以生產美觀耐用的環(huán)保型城市垃圾桶。

3、廢舊高分子材料制作其他建筑材料

一是粉煤灰、廢舊聚苯乙烯泡沫塑料顆粒生產防水材料。以粉煤灰、廢舊聚苯乙烯泡沫塑料顆粒為主要原料, 普通硅酸鹽水泥、生石灰為膠凝材料, 添加少量防水荊、憎水劑、激發(fā)劑, 可生產屋面保溫防水材料.該材料集保溫隔熱與防水為一體, 表觀密度為 588 kg/m3,導熱系數(shù)為 0.12 W/(m·K), 28 d 的抗壓強度為 1.6MPa, 在 0.2 MPa 的水壓下可保持 30 min 不透水。該保溫防水材料具有密度低、強度高、保溫隔熱性能好、粉煤灰摻量大等優(yōu)點, 是一種較為理想的屋面保溫防水材料, 該材料可達到《屋面工程質量驗收規(guī)范》(GB 50207- 2002)標準。

二是利用廢聚烴類樹脂生產塑料地板。在世界塑料家族中, PVC 的產量居第二位, 制品多, 消費量較大。如管材、蔬菜大棚膜、建筑材料、日用品等多種用品廢棄較多。由于 PVC 是一中含鹵物質,所以它的回收利用受到了限制。這項技術研制的成功,可以大量回收 PVC, 運用這項技術可以生產出多種產品。常見的如: 廢農膜 100 份、碳酸鈣 120～150 份、劑 1.5 份、穩(wěn)定劑 4 份、色漿適量, 經混合、密煉等一系列加工可制成塑料地板。安徽大學高分子材料研究所通過改性發(fā)泡等工序, 用廢棄聚烯烴塑料生產泡沫片和硬質板材, 泡沫片用作旅游鞋、皮鞋和布鞋的原料, 硬質板材則用作彈性地板的原料。

三是利用回收農膜與木屑復合制成塑質木材。該材料除了具有與天然木材一樣可鋸、刨、釘、粘等性能外, 還具有耐潮、防蛀等優(yōu)點, 而且制造的靈活性強, 既可擠壓成板材、型材,也可一次模壓成產品。

第2篇：高分子材料阻燃技術范文

關鍵詞 阻燃劑;溴系阻燃劑;鹵素;研究進展

中圖分類號 TB324文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708(2010)16-0061-01

1 阻燃劑的概況

阻燃劑是一種能夠降低或抑制高分子材料可燃性的添加劑,用以提高材料抗燃性,主要用于阻止合成和天然高分子材料被引燃及抑制火焰?zhèn)鞑サ闹鷦?/p>

阻燃劑品種很多,按照分類不同,主要可以分為:按使用方式可分為反應型阻燃劑和添加型阻燃劑兩大類。前者指與基材中的其它組分化學反應而形成的阻燃劑,或者為高聚物的單體,或者作為輔助試劑而參與高聚物的合成反應,最后成為高聚物的結構單元,多用于熱固性高聚物;后者指只是以物理方式分散于基材中,多用于熱塑性高聚物。

按阻燃元素種類不同,阻燃劑?？煞譃辂u系、有機磷系及鹵-磷系、氮系、磷-氮系、銻系、鋁-鎂系、無機磷系、硼系、鋁系等;按屬性可分為有機阻燃劑和無機阻燃劑兩大類,有機阻燃劑包括鹵系(溴系及氯系)、有機磷系(含鹵-磷系、磷-氮系)及氮系等,無機阻燃劑包括銻系、鋁-鎂系、無機磷系、硼系、鋁系等。

一個理想的阻燃劑應具有阻燃效率高、熱穩(wěn)定性好、光穩(wěn)定性好、與被阻燃基材相容性好、本身低毒或基本無毒、燃燒時生成的有毒和腐蝕性氣體量及煙量盡可能少、原料簡單易得、工藝簡便等特點。但實際上,目前許多阻燃劑很難達到理想的要求,近年來,追求高毒、低煙、無塵的阻燃劑已成為阻燃領域的重要課題及發(fā)展的主要方向。

2 阻燃劑的研究進展

人類最早的阻燃歷史可追溯至煉金術和羅馬帝國時期,其阻燃成分很可能是鐵和鋁的二硫酸鹽。1820年,Gay-Lussac研究發(fā)現(xiàn):某些銨鹽(如硫酸銨,磷酸銨及氯化銨)及這些物質與硼砂的混合物可用來阻燃纖維素織物。1913年, W. Perkin發(fā)現(xiàn),采用錫酸鹽(或鎢酸鹽)及硫酸銨處理織物,可以使織物獲得了耐久的阻燃性能。1930年,人們發(fā)現(xiàn)了鹵系阻燃劑(如氯化石蠟)與氧化銻的協(xié)同阻燃效應。

1960年以后,美國、日本、西歐相繼研制出了多種適用于熱塑性塑料的填料型添加阻燃劑――溴系阻燃劑,20世紀70年代初至80年代中期,這類阻燃劑的生產和應用得到了蓬勃發(fā)展。

我國阻燃劑的研制工作起步較晚,始于60年代后期,四溴乙烷是最早使用的一種含溴阻燃劑。80年代,隨著對阻燃劑和阻燃材料的需求日益擴大,我國阻燃劑才得以迅速發(fā)展,但總體而言,遠遠落后于發(fā)達國家。與國外先進國家相比,我國阻燃劑科技含量低、生產規(guī)模小、品種單一、競爭力差。但隨著化學合成技術、科學研究方法的發(fā)展及對基礎設施投入的不斷加大,我國阻燃劑市場需求不斷增長,正處于一個新的發(fā)展階段。

3 溴系阻燃劑

3.1 溴系阻燃劑的概況

溴系阻燃劑作為有機阻燃劑的一大類,主要由溴化劑(常用的是溴素)與有關有機物反應而得,其產量約占有機阻燃劑40%左右。

目前,國外消耗量較大的溴系阻燃劑主要包括:四溴雙酚A及其衍生物、十溴二苯醚及其同系物、脂肪族多溴化物、溴化芳烴、溴代酚及其衍生物及高分子阻燃劑等,其中,四溴雙酚A是產量和消耗量最大的含溴阻燃劑,它可作為反應型阻燃劑用于環(huán)氧樹脂、聚碳酸酷等,又可作為添加型阻燃劑用于ABs、酚醛樹脂等;而十溴二苯醚是另一個產量大的添加型含溴阻燃劑。

3.2 溴系阻燃劑的特點

含溴阻燃劑由于具有其阻燃效能好、添加量少、加工性能優(yōu)良、對高分子材料的物理、機械性能影響小、原料豐富、價格較便宜等優(yōu)點,因此,溴系阻燃劑已經成為世界上發(fā)展最快、品種最多、產量最大、應用范圍最廣的有機阻燃劑之一,受到普遍重視。

雖然溴系阻燃劑具有諸多優(yōu)點,然而,溴系阻燃劑會降低被阻燃基材的抗紫外線穩(wěn)定性,同時,在加工過程中、高溫及燃燒條件下會產生毒性物質。1986年瑞士的研究人員研究發(fā)現(xiàn),多溴二苯醚(PBDPE)及其阻燃的材料在510~630℃熱分解時,會產生劇毒、致癌的多溴代二苯并f英(PBDD)和多溴代二苯并呋喃(PBDF),即出現(xiàn)所謂的“二f英(Dioxin)”問題。此外,溴系阻燃劑燃燒時,可能產生較多的煙霧、腐蝕性及有毒氣體,主要包括HX、CO、CO2、SO2、NO2、NH、HCN等。

4型阻燃劑的發(fā)展趨勢

由于溴系阻燃劑在高溫及燃燒時易于產生毒性物質,因此,新型阻燃劑的發(fā)展迫在眉睫。目前,阻燃劑研究的方向主要包括:

1)抑煙和消煙研究,即在阻燃劑中加入消煙劑,如鋁、銅、鐵化合物,使用超細氧化銻和膠體五氧化二銻,以硼酸鋅代替三氧化二銻等;

2)研究開發(fā)非鹵阻燃劑,如磷系、磷-氮系、硅基、硼系等體系的研制與開發(fā),但是除個別材料外,近期內難以找到性能/價格比與溴系阻燃劑相抗衡的阻燃劑或阻燃材料;

3)研究開發(fā)新型溴系阻燃劑。小分子溴系阻燃劑因其易析出、易遷移、熱穩(wěn)定性差等缺點給環(huán)境造成極大地危害,而高分子型溴系阻燃劑因具獨特的熱穩(wěn)定性和不噴霜、不遷移等優(yōu)點,已逐漸成為人們研究開發(fā)的重點。因此,新型溴系阻燃劑的主要研究方向為:研究熱穩(wěn)定性高、耐遷移析出、耐候性好、毒性低、抗紫外的高分子型鹵系阻燃劑,以解決其耐熱、煙霧問題以及“二f英問題”。如DBDPE(十溴二苯乙烷)、溴化聚苯乙烯、溴化環(huán)氧樹脂等新型溴系阻燃劑的廣泛研究已表明這種趨向。

參考文獻

[1]陶英丕.含溴阻燃劑的國內外進展.精細石油化工,1990:32-35.

第3篇：高分子材料阻燃技術范文

關鍵詞：塑料制品；配方設計；理論；實踐；教學改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）27-0063-02

從事高分子材料專業(yè)學習的學生知道，“高分子成型加工”、“高分子物理”和“高分子化學”，共同構成了高分子材料專業(yè)的三大主干基礎課程。而“塑料材料與配方設計”是高分子材料與工程專業(yè)成型加工分支下一門重要的專業(yè)課程，對合成樹脂及塑料助劑的深入了解，正確的選用塑料原料和塑料助劑，合理的進行配方設計，在塑料成型加工過程中至關重要，也是獲得品質優(yōu)良塑料制品的技術保障。然而，“塑料材料與配方設計”在課程教學環(huán)節(jié)中，只是片面的理論介紹涉及某一材料的某一性能，大部分同學覺得課堂內容比較單一，理論性過多，實踐性較少。鑒于以上不足，為了培養(yǎng)和提高學生理論聯(lián)系實踐的能力，適應目前社會對高分子人才的實際需求，力求學生能在較短的時間內掌握該課程的教學內容，特別是課程理論與實踐教學有效的結合學習，改變傳統(tǒng)的教學模式，本文從以下幾個方面的教學改革進行了有效的探索。

一、圍繞人才培養(yǎng)目標，夯實課程建設的教學改革探索

立足貴陽學院的人才培養(yǎng)目標――“突出實用、服務本地”，緊扣《貴州省新材料產業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》中涉及的高分子材料人才培養(yǎng)方向領域，我校根據具體情況和要求，對專業(yè)人才培養(yǎng)方案進行了認真地討論，不斷完善課程的教學大綱與基本要求，力求符合實際的需求。材料科學與工程本科生的課程和教學大綱應主要集中在材料科學與工程的四個基本要素――合成和加工、結構、性質、使用性能及其相互關系[1]?！八芰喜牧吓c配方設計”課程以每種塑料材料的合成、結構與性能關系、加工性能、應用性能、成型方法、改性以及最新的發(fā)展狀況等角度，完整地將通用熱塑性塑料、工程塑料、熱固性塑料展現(xiàn)在每位高分子專業(yè)學生面前，從而使學生可以完整、全面地了解每種塑料材料以及各種助劑的功效、添加量、作用機理和最新發(fā)展狀況。目的是使學生掌握高分子材料加工助劑的概況、合成、作用機理及其應用，重點掌握塑料增塑劑、抗氧劑、熱穩(wěn)定劑和阻燃劑的結構特點和作用機理，了解其結構與性能之間的關系，熟悉塑料制品實際應用配方設計。力求緊扣工程應用型人才培養(yǎng)的目標和工程實際，從應用型本科生學習的實際出發(fā)，重視理論與工程實際的結合，突出應用性較強的內容，有利于工程應用。通過該課程的學習，再配以一定的配方設計方法的講授，為培養(yǎng)高素質應用型人才，提高學生綜合素質打下堅實基礎。

二、完善教學內容的教學改革探索

1.教學內容與專業(yè)特色相結合?！八芰喜牧吓c配方設計”是我校高分子材料專業(yè)一門重要的專業(yè)課，根據在以往的教學過程中的觀察與經驗，教學多采用傳統(tǒng)模式，課程具有與物理化學聯(lián)系密切、抽象概念多等特點，大多數(shù)學生覺得課堂內容難以理解，不感興趣，喪失學好該課程的信心，然后就逐漸厭學甚至放棄學習。該門課程的授課對象是大學三年級的學生，處于這個時期的學生學習興趣和學習熱情處于整個大學的全盛時期，求知欲強，精力充沛。面對這樣的學生，如何有效地利用他們的求知欲，激發(fā)起學習該課程的興趣，并針對他們的缺點，制定行之有效的方法及對策，使其通過該門課程的學習，培養(yǎng)起運用創(chuàng)新教學理念、聯(lián)系科學研究和提高解決實際問題的能力，是值得我們教學工作者思考并認真對待的問題。如何圍繞塑料制品的化學組成、結構及聚合方式、添加劑及其配比以及成型加工工藝、工藝條件及其控制、成型設備等知識內容對學生開展有效教學是一個重中之重。教學內容必須與專業(yè)特色有效結合，在向學生傳授課程理論基礎知識的同時，又要圍繞當前貴州省高分子材料人才培養(yǎng)領域涉及的塑料成型加工新技術、新發(fā)展方向進行有效的結合介紹。遵循高分子材料的成型加工基本原理，著重對新的成型加工工藝進行研究，尤其是通用塑料與工程塑料的成型加工區(qū)別。在日常教學過程中，將高分子材料基礎理論與實際日常生活中常見塑料制品的例子相結合，開展與學生的分析和討論，啟發(fā)學生在學習過程中牢牢抓住本課程的主題思想。例如：在介紹五大通用塑料制品尤其是PVC制品生產時，介紹了生產PVC軟硬制品過程中各類助劑的選擇及添加量控制，合理的配方設計，不同的成型加工方法，以及不同成型工藝生產的制品具有不同的特殊性能，應用的不同的場合，讓學生掌握“高分子材料-成型加工-制品性能”三者之間的關系。

2.教學內容與科研實踐相結合。“塑料材料與配方設計”課程教學內容應與教師科研實踐有效結合，使兩者達到互助互促的作用，以科研促進教學發(fā)展，將教師科研工作有效融入到教學實驗中，體現(xiàn)教學與科研的互動，提高學生分析問題、解決問題、實驗操作和使用計算機軟件的能力。例如：塑料制品的增韌途徑有多種方法，可將教師科研課題與相關課程知識相結合來進行教學，如聚合物納米復合材料對塑料增韌的影響，尤其是近年來較熱門的稀土偶聯(lián)劑的研究，在增加粒子與基體樹脂結合力的同時，兼顧一定的內作用等，可以鼓勵感興趣的學生參與到教師的科研實驗中來，學以致用，加強對知識點理解的同時，拓寬視野，鍛煉科研及動手能力。

三、豐富教學方法的教學改革探索

1.傳統(tǒng)與先進多媒體輔助、計算機技術運用等教學手段相結合。傳統(tǒng)的教學手段――板書由于其單調、枯燥的特點已不能完全適應當前的教學要求，而多媒體輔助――PPT教學使原本量大、抽象、復雜、枯燥無味的理論知識，通過形象、生動、直觀的圖文并茂形式表現(xiàn)出來，調動了學生的積極性和學習興趣，便于學生對知識的理解和掌握[3]。比如通過多媒體電子課件輔助教學，對于高分子塑料制品成型加工過程中塑料助劑的作用機理的演示以及擠出成型、注射成型等成型加工過程的演示，更加直觀和生動，利于學生對理論知識的進一步掌握。塑料配方設計是指確定配方中各種助劑加入量的方法。一個塑料配方中往往包括增塑劑、熱穩(wěn)定劑、抗氧劑、光穩(wěn)定劑、劑、填充劑、阻燃劑等多種添加劑。多種助劑的合理搭配，通過利于計算機技術（word、cad）來對配方設計進行科學地設計，有效地減少了實驗次數(shù)，節(jié)省實驗時間，使配方設計更加準確、快速，達到事半功倍的效果。

2.教師理論實踐指導與學生自主學習相結合。在理論教學中，我們知道塑料配方設計的方法有兩種：一種是單因素變量配方設計法；一種是多因素變量配方設計法。在課程理論教學過程中，尤其是正交設計法介紹環(huán)節(jié)，我們在教學中采用重點難點教師講授、學生自主學習的方法。學生自主學習之后，采用課堂提問的方式以檢驗學生自主學習的學習成果，讓學生了解正交設計法的使用特點，掌握多因素變量的實驗方法，優(yōu)化出最佳配方。學生具有較強的學習興趣和能力，通過教師理論指導與學生自主學習相結合，我們將學生能力激發(fā)出來，使學生的學習變被動為主動，從而收到事半功倍的教學效果。在實踐教學中，秉承貴州省的綠色發(fā)展觀念，保護自然生態(tài)環(huán)境，走節(jié)能減排可持續(xù)發(fā)展之路，在塑料制品成型加工及廢舊塑料回收及再生利用中，始終貫徹綠色生態(tài)理念，對日常生活廢棄塑料，譬如食品包裝、各類飲料瓶、儲存容器及薄膜等塑料制品，有意識地進行分選挑撿，改性再生利用，將實驗課程內容涉及到的包括塑料的混煉，塑料的雙螺桿擠出成型、注射成型等各種加工方法工藝，通過相容性混煉技術來進行廢舊塑料的再生利用。比如：回收的PP耐應力開裂性能較差且低溫脆性較大，可選擇回收HDPE及LLDPE制備再生共混物，也可以回收農膜與PP制備合金，利用適當設備經過混煉實施。這既增加了學生的實踐操作能力，又培養(yǎng)了綠色環(huán)保創(chuàng)新意識。同時，成立課外實踐興趣小組，讓學生充分調動主觀能動性，開展探討思考，與教師共同討論分析，提出解決思路，找出解決問題辦法，提高學習興趣和逐步培養(yǎng)科研創(chuàng)新能力。

3.企事業(yè)工廠參觀學習。本專業(yè)目前與貴州省材料產業(yè)技術研究院、龍里藍圖新材料公司等企事業(yè)單位建立了良好合作關系，建立了實習基地。通過與這些合作企業(yè)的協(xié)作，學生可以現(xiàn)場實地對各種成型加工所涉及的原料處理、設備、工藝流程、質量控制等實際生產過程進行近距離的感受，讓學生們了解橡膠和塑料加工過程使用的原材料、工藝方法及工藝流程以及生產過程中所使用的儀器和設備。將知識與生產進一步聯(lián)系和認識，毋庸置疑對學生有了很大的幫助。比如：參觀塑鋼門窗加工工廠時，講解員詳細地向學生介紹了加工車間的工作情況及以聚氯乙烯樹脂為基本原料進行成型工藝的加工流程。通過參觀，每一個學生都受益匪淺，知道了PVC，這也為我們以后專業(yè)方向的選擇和學習打下了良好的基礎。

隨著市場對塑料制品需求的不斷擴大以及塑料工業(yè)的高速發(fā)展，培養(yǎng)出高素質應用型人才，使其具備更加牢固的知識基礎，更加靈活地運用知識的能力，成為當務之急。本課程通過幾個方面的課程理論與實踐教學改革，極大地調動了學生的學習興趣，提高了學生的邏輯推理能力以及分析問題和解決問題的能力，在培養(yǎng)學生的積極自主學習能力、配方設計能力、實踐能力等方面都取得了良好的效果。

參考文獻：

第4篇：高分子材料阻燃技術范文

1　合成樹脂應用的減量化

通過穩(wěn)定性助劑配方設計,延長塑料產品使用周期,可以減少樹脂用量,節(jié)約化石資源,具有增值效果。

采用光穩(wěn)定劑和抗氧劑組成的耐候助劑體系可以保持材料的機械物理性能,延長塑料制品的使用周期,例如國內具有流滴消霧功能的曰光溫室用聚乙烯薄膜普遍使用一年,而日本,歐洲產品可以使用數(shù)年。流滴消霧、保溫等功能持效時間與薄膜的壽命同步技術是高效助劑推動合成樹脂的減量化利用的典范。

光穩(wěn)定劑需著重發(fā)展受阻胺光穩(wěn)定劑(hals),尤其是高相對分子質量hals和低堿性hals。紫外線吸收劑應開發(fā)耐熱性優(yōu)、跟hals協(xié)同性好的產品,以及液體紫外線吸收劑。同時還要根據用戶需要,開發(fā)復合型產品。推廣加氫還原工藝代替硫化鈉,金屬鋅及酸還原苯并三唑類光穩(wěn)定劑生產工藝。

抗氧劑需要開發(fā)液體受阻酚抗氧劑、液體亞磷酸酯抗氧劑等揮發(fā)性小、耐遷移、相容性好、分散均勻,使用方便的液體抗氧劑。開發(fā)用于接觸食品,藥品包裝的天然類抗氧劑,如ve及ve與卵磷酯、亞磷酸酯、甘油、聚乙二醇、高孔率樹脂等復合、復配的綠色品種。

2　塑料制品輕量化

塑料輕量化的途徑主要是通過發(fā)泡實現(xiàn)。除已熟知的泡沫塑料之外,近年廣泛生產應用的微發(fā)泡pvc板材、基礎發(fā)泡聚苯乙烯節(jié)能保溫材料、化學發(fā)泡聚烯烴、超臨界流體發(fā)泡聚烯烴材料等都離不開穩(wěn)定劑,發(fā)泡劑、成核劑等助劑體系的支撐。

3　合成樹脂應用的安全化

易燃是合成樹脂的一大安全隱患,消除隱患的辦法是在合成樹脂加工過程中引入阻燃劑。

“十二五”期間,我國應圍繞全面提升阻燃高分子材料的安全環(huán)保性開發(fā)高效共聚、共混、后整理技術,產業(yè)化制備本征阻燃材料。

工程塑料高效環(huán)保阻燃技術——自主研發(fā)用于工程塑料的耐高溫環(huán)保無鹵阻燃劑,結束國外在本領域的壟斷局面。通過以下阻燃劑的產業(yè)化實現(xiàn)高耐熱無鹵阻燃lc/abs、pa、pc、pbt、pet、ppo及pom的工業(yè)生產:①以次膦酸鹽為代表的多重磷碳鍵化合物、經表面處理的高磷含量無機磷酸鹽及高分子量磷酸酯等高耐熱、高熔點、高磷含量無鹵阻燃劑;②以聚硅氧烷為基體的有機、無機雜化材料,③低吸水、低水溶、耐高溫的高效膨脹阻燃體系,④稀土摻雜超支化磷氮聚合物。無鹵阻燃工程塑料可在電子電氣,汽車工業(yè)、高速軌道列車、國防軍工、航空航天等領域獲得應用。

新興能源,通訊領域電力輸變設施系統(tǒng)的無鹵阻燃技術過去幾年,世界范圍的立法和市場要求已促使電線電纜的阻燃向低煙、低毒及無鹵方向發(fā)展。通過合成和產業(yè)化高分子量磷酸酯及復配技術,研制和生產ul3385 20#電子線、無鹵低煙太陽能電線等環(huán)保型高性能電線電纜及防火封堵材料。無鹵阻燃電線電纜及防火封堵材料具有耐水浸泡、阻燃性能穩(wěn)定、低遷移等特點,主要用于能源、通訊領域及電子信息等行業(yè)。

第5篇：高分子材料阻燃技術范文

關鍵詞：防火安全；材料使用；防火新型材料

一、引言

在經濟飛速發(fā)展、科技日新月異、建筑行業(yè)的建設方式和施工技術越發(fā)成熟和多樣化的今天，一個尖銳的問題始終是重中之重――消防安全，也就是防火安全項目的建設。一座建筑的消防建設是對使用者生命財產安全的保障，因此必須嚴格按照建筑防火等級和設計規(guī)范進行消防設計和施工。設計者必須對建筑的使用方向深入了解；施工部門須嚴格遵守國家相關條例，施工者對消防安全建設要嚴格執(zhí)行消防施工標準，相關的監(jiān)管部門加大檢查力度，用法律手段嚴格制裁，確保不會因疏忽大意而造成人問悲??；建筑使用者要提高消防安全意識，安全使用建筑物。

建筑中的防火材料作為消防安全最重要的因素之一，起到了舉足輕重的作用，越來越受到重視。以前的建筑工程，大多數(shù)因為防火意識淡薄而忽略防火材料的使用；或者為了節(jié)約施工成本而減少防火材料的使用。有很多近十年的建筑由于防火設施不到位、防火材料不合格導致建筑燒毀、大量人員傷亡。由于防火材料選擇不恰當、材料選擇不合格、甚至對防火工程毫不關心、不設置防火材料，引發(fā)了一系列火災悲劇?？梢?，防火材料對建筑的防火安全性至關重要。新型防火材料不斷問世，國家硬性規(guī)定和防火知識的普及宣傳，在很大程度上緩解了這一現(xiàn)象，防火安全系數(shù)也就相應提高了。

為適應市場需求，各種新型防火材料不斷問世。本文就這些新型的防火材料進行淺析。

二、 略析新型建筑防火材料的應用

1. 天然纖維阻燃液在建筑施工中的應用

該建筑防火材料屬于一種新型的防火材料，其具有較強的阻燃性。不僅無毒無異味，而且無色透明，尤其是無腐蝕性。其在建筑施工中的應用，主要是將其與各種建筑施工材料進行組合而成使用。

利用其進行處理的建筑材料的阻燃性能好，即使遇火，也只會在局部出現(xiàn)碳化的情況，從而防止火勢的蔓延，減少火災發(fā)生的幾率。因此，在實際施工中應嚴格按照相關標準，對建筑材料的各項技術指標進行檢驗，這樣才能更好地確保其應用的成效。

2. 夾心板在建筑施工中的應用

夾芯板是金屬板組合而成的復合板，由于其內含的芯材具有保溫性能好、剛度大、強度低，承載性能經專業(yè)自動化生產后也會變得較高。加上金屬板材自身的阻燃性，被大量的應用于建筑辦公區(qū)域和宿舍等輔的建筑施工中。因此，在建筑施工中應用夾芯板時，應結合實際需要進行選用，以實用和防火為基準進行針對性的選用。

3. 防火板在建筑施工中的應用

新型的防火板主要采用新型高分子材料組合而成，同時也是現(xiàn)代工業(yè)化建筑的必備材料。加上該材料具有較穩(wěn)定的化學性質、無燃點、加上高強的防腐蝕性，尤其是其質優(yōu)價廉的特點，在建筑防火施工中得到了廣泛的應用。

4. 巖棉在建筑施工中的應用

此類防火材料主要是利用天然的巖石并將其進行高溫鍛造而成，所以其導熱系數(shù)較低、無燃點，在建筑施工中應將其作為防火構建和隔熱板材的主要材料。加上其具有較高的熔點和較強的抗溫縮性，可以作為建筑結構的重要防火屏障。一旦發(fā)生火災，能有效防止火災蔓延，且自身不燃燒。因此，必須注重其在建筑施工中的應用。

5. 硅酸鈣在建筑施工中的應用

此類防火材料具有較強的穩(wěn)定性、耐熱性和耐火性，同樣是一種新型的不燃材料。其主要原料為鈣質材料、纖維以及硅質材料，加上其諸多優(yōu)點，在建筑施工中的隔墻和吊頂?shù)仁┕きh(huán)節(jié)得到了廣泛的應用。若對其表面進行防水處理，還能將其作為建筑外墻使用，特別是在高層建筑中得到了廣泛地應用。

6. 陶瓷棉在建筑施工中的應用

陶瓷棉又叫做硅酸鋁纖維，其是經過特殊工藝制造而成的輕質新型耐火材料。其主要原料為天然焦寶石，制成之后成為棉絲狀，且為無機纖維。利用其制成的建筑材料不僅具有較強的抗壓強度，而且具有反復利用和導熱系數(shù)低的特點。其在建筑施工中廣泛被用作玻璃幕墻、防火門芯材等的隔熱充填材料，具有較強的防火隔熱功效。

三、建筑防火材料發(fā)展趨勢

1. 防火板材技術發(fā)展

隨著一些易燃板材已被限制使用，人們對環(huán)保和健康的關注也對板材提出了更高的標準。發(fā)展方向有：（1）板材無機化；（2）板材輕質化。質量輕、厚度薄的防火板有利于降低建筑構件成本。

2. 阻燃材料技術發(fā)展

通過阻燃技術，才能保證高分子材料在現(xiàn)代建筑中的安全使用。阻燃高分子材料正面臨越來越嚴格的阻燃標準和環(huán)保法規(guī)的挑戰(zhàn)，因此，今后使用的阻燃材料，必須同時滿足這兩方面的要求，兩者必須兼得。

3.防火涂料技術發(fā)展

阻燃劑是防火涂料的關鍵組成部分，主要的發(fā)展方向有：合理搭配多種阻燃劑發(fā)揮協(xié)同作用；開發(fā)高效、多效、低水溶性脫水成炭催化劑和發(fā)泡劑；膨脹型和非膨脹型防火涂料相結合；樹脂的拼合改性，完善防火涂料的防火性能和理化性能；無機無鹵膨脹型防火涂料。

4. 防火封堵材料技術發(fā)展

目前，大量應用于防火封堵工程的建筑防火封堵材料，其防火原理主要是通過添加鹵素阻燃劑來提高材料的阻燃性。近幾年來，越來越多的國家已制定或頒布法令，對某些制品進行燃燒毒性試驗或對某些制品的使用所釋放的酸性氣體做出了規(guī)定，因此，取代鹵素阻燃劑開發(fā)無鹵阻燃劑已成為世界阻燃材料領域的發(fā)展趨勢。

5. 綠色防火材料技術發(fā)展

綠色防火材料技術采用的原料主要是可循環(huán)使用的材料或可再生資源，盡量實現(xiàn)阻燃材料的低煙、低毒和無污染性，如潔凈阻燃技術，這方面的技術開發(fā)成功將使建筑防火材料的防火性能得到改進，為火場疏散逃生創(chuàng)造條件，還可從根本上降低起火成災的幾率。

四、 結語

雖然我國在防火材料技術領域已取得了一定的進步，但是跟國際先進水平比還存在差距，同時也蘊含了巨大的市場潛力，我國的防火材料生產企業(yè)應在品種、質量、性能上不斷進行創(chuàng)新，開發(fā)出適應市場需要的高品質產品，提高我國防火材料生產企業(yè)的國際競爭力。同時，環(huán)境問題已成為世界各國及全人類的重要議題，因此，環(huán)保化、綠色化、微觀化也成為當今社會對防火材料的要求。

參考文獻

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第6篇：高分子材料阻燃技術范文

關鍵詞： 膨脹型阻燃劑 阻燃機理 協(xié)同效應

近年來，隨著人們環(huán)保意識增強和對塑料阻燃性能要求的提高，聚烯烴塑料阻燃技術面臨新的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的鹵素阻燃聚烯烴在燃燒時會產生有毒、腐蝕性氣體和大量煙霧，存在很大安全隱患。無機填料阻燃劑則需要較大的添加量才能達到較好的阻燃效果，且很大程度上影響了塑料的力學性能。新一代無鹵膨脹型阻燃劑（IFR）應運而生，成為近年來的阻燃領域的研究熱點。目前，國內外對高效膨脹型阻燃劑的研究開展了大量工作，并取得一定成果。

一、膨脹型阻燃劑的組成、作用機理

膨脹型阻燃劑通過膨脹過程實現(xiàn)聚烯烴的阻燃，主要由三部分組成，分別是酸源（脫水劑或炭化促進劑）、炭源（成炭劑）和氣源（發(fā)泡劑）。酸源一般為無機酸鹽和無機酸酯類，主要有磷酸銨鹽、磷酸酯、硼酸鹽和硅酸鹽，起到促進多羥基化合物的脫水炭化的作用。炭源主要是一些含碳量高的多羥基有機化合物，如季戊四醇、山梨醇、淀粉和含有多羥基的樹脂等，是形成炭化層的物質基礎。氣源一般為含氮的多碳化合物，如尿素、三聚氰胺、雙氰胺等，能在適宜溫度下分解并釋放惰性氣體（NH3、CO2、H2O等），促進膨脹多孔炭層的形成[1]。

膨脹型阻燃劑的凝聚相阻燃機理得到普遍認同。多孔泡沫炭質層的形成經歷以下過程：①在較低溫度下，酸源釋放出能酯化多元醇并能作為脫水劑的無機酸，如磷酸或偏磷酸；②在稍高的溫度下，無機酸與多元醇發(fā)生酯化；③體系在酯化反應前或期間開始熔融；④酯化反應產生的水蒸氣和氣源分解的不燃氣體使熔融體系發(fā)泡膨脹；⑤反應接近終止時，體系開始膠化和固化，最終形成蓬松多孔的泡沫炭層。炭質層的形成，減少了聚合物進一步降解并釋放可燃性氣體的可能性，同時隔絕了外界氧的進入，從而在相當長的時間內對聚合物起阻燃作用。

二、膨脹型復合阻燃聚烯烴的研究進展

膨脹型復合阻燃聚烯烴主要通過不同氮磷阻燃劑（磷酸鹽、多元醇和含氮化合物）間的復配，并以一定配比填充聚烯烴實現(xiàn)阻燃效果。目前，膨脹型阻燃體系尚存在一些不足之處，表現(xiàn)在：⑴相容性差；⑵易吸濕，⑶阻燃劑的起始分解溫度較低，熱穩(wěn)定性較差。因此，研究一些新的處理方法是促進膨脹型阻燃劑在實際應用的重要手段。主要的改性處理技術包括表面改性、微膠囊化、超細化、協(xié)同阻燃等等。

1.表面處理技術

通過各種表面改性劑與膨脹型阻燃劑顆粒表面的化學反應，改善阻燃劑與聚合物基體之間的相容性，有利于阻燃劑在基體中的分散，提高阻燃劑的綜合性能。采用微膠囊化技術對膨脹型阻燃劑進行包裹改性，不僅可以改善膨脹型阻燃劑的吸潮性，而且改進膨脹型阻燃劑與基體的相容性，防止有效的阻燃成分在阻燃系統(tǒng)內的遷移，從而達到提高阻燃材料性能的目的。

曹芳等[2]以三聚氰胺（MEL）表面包覆的方法對聚磷酸銨進行改性，改性后的MAPP吸濕性降低，熱穩(wěn)定性及與基料之間的相容性有所提高。將MAPP與PER復配成IFR阻燃PP，當IFR用量為25%時，LOI已超過30%，阻燃級別已達UL94 V-0級。

Marosi Gy等[3]用三聚氰胺甲醛樹脂微膠囊化APP，與未處理的APP 相比，膠囊化的APP 水溶性由25℃的8.2 %和60℃的62%分別降至0.2%和0.8%。

2.超細化技術

阻燃劑及協(xié)效劑的超細化、納米化不僅不會降低材料的機械性能，而且還能對剛性粒子起增塑、增強作用；另外，納米化使其表面積增大而增強了阻燃效果。

李艷濤等[4]將合成的一種三嗪成炭劑與APP 及納米金屬氧化物復配成IFR阻燃PP，結果表明納米金屬氧化物與IFR之間都有極強的協(xié)效作用，當IFR 總量固定在20%，納米金屬氧化物在PP 體系中添加量只占0.2%時，就能將UL-94 阻燃等級由無級別提高到V-0 級。在氧化物添加量為1%時PP 體系阻燃性能最優(yōu)，氧指數(shù)最高達35.0%。

馬志領等[5]研究了納米蒙脫土（nano-MMT）阻燃聚丙烯的協(xié)同作用，結果表明，由于nano-MMT 具有良好的隔質和隔熱作用，在一定程度上阻止了片層間分子鏈的熱分解和運動，有顯著的阻燃抑煙效果，加入質量分數(shù)為4%的nano-MMT不僅克服了阻燃體系熔滴的缺點，還有利于提高材料的拉伸強度。

3.協(xié)同阻燃技術

膨脹型阻燃體系的協(xié)效劑，可分為成炭協(xié)效劑（如纖維素、聚酰胺（PA）等）和催化協(xié)效劑（如金屬氧化物、沸石、鋁硅酸等）兩類。成炭協(xié)效劑的添加有利于殘?zhí)苛康脑黾?，使炭層增厚，其添加量一般都?%以上。催化成炭劑在膨脹阻燃體系中主要是催化含磷阻燃劑分解為磷酸或偏磷酸等，使其與聚合物降解過程中的中間產物酯化，從而提高體系燃燒時的成炭量，添加量低于5%。不同協(xié)效劑的協(xié)同作用機理尚待研究。

Atikler等[6]將硬硼酸鈣石作為APP/PER 體系FR-PP 協(xié)效劑，當總加入量為30%（其中含65%APP， 28% PER 和7% 硬硼酸鈣石）時，體系的LOI 為40.3%。

M.A. Hassan等[7]將亞鐵、鈷和鋅的高分子螯合物應用于高嶺土阻燃的聚丙烯體系，結果表明亞鐵的高分子螯合物具有最佳協(xié)同效果，能使HRR 減少60%，發(fā)煙量減少50%。

4.“三位一體”技術

“三位一體”就是將炭源、酸源和氣源組合在一個阻燃劑分子上。該IFR 阻燃塑料最突出的特點是有效降低了吸濕性，提高了熱穩(wěn)定性。但是由于該類大分子物質中各組分的配比固定，不同塑料所需要的最佳配比不同，有待進一步研究和完善。

王雪峰等[8]以雙季戊四醇/多聚磷酸/五氧化二磷和三聚氰胺為原料，合成了膨脹型環(huán)狀類磷酸酯蜜胺鹽阻燃劑，使阻燃PP 的熱穩(wěn)定性提高，阻燃劑添加40 份時，LOI 可達33.6%。

另外，將阻燃劑單體與聚合物接枝共聚，可以消除阻燃劑和聚合物的相容性問題，也是膨脹型阻燃體系的重要發(fā)展方向。

三、結語

膨脹型阻燃劑由于具有優(yōu)良的阻燃性能，且在燃燒時具有低煙、低毒、無腐蝕性氣體等優(yōu)點，符合未來阻燃劑的研究開發(fā)方向，因而具有廣泛的發(fā)展前景。隨著理論研究的深入和改性技術的進步，高效環(huán)保的膨脹型阻燃劑必將成為塑料阻燃領域的一大亮點。

參考文獻

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第7篇：高分子材料阻燃技術范文

關鍵詞：阻燃劑；水性聚氨酯；涂層膠；發(fā)展趨勢

中圖分類號：TS195.2

文獻標志碼：A

The Preparation of Water-based Flame Retardant Coating Gum

Abstract： The negative impact of halogen flame retardant on environment and people’s life has been recognized. Water-based halogen-free flame retardant has become the development trend， and it also meets the demand of textile flame-retardant coating. This paper introduced the development trend and preparation method of the flame retardant coating gum.

Key words： flame retardant； waterborne polyurethane； coating gum； development trend

1開發(fā)水性無鹵阻燃涂層膠的必要性

火災嚴重威脅人類生命和財產安全，全球每年約有16.5萬人因火災而喪生?；馂氖鹿收{查表明：50%左右的火災由紡織品及室內裝飾品引起。傳統(tǒng)阻燃劑（特別是溴銻系阻燃劑）在燃燒時產生較多的煙霧、有毒物質和腐蝕性氣體，其擴散速度遠大于火焰擴散速度，妨礙了人們的撤離和撲滅工作，是火災中最危險的因素，火災中80%的死亡是由這種煙霧、有毒物質和氣體造成的。

目前紡織品阻燃尤其是滌綸阻燃，應用最廣的仍然是以十溴聯(lián)苯醚和三氧化二銻為代表的溴銻系阻燃劑。由于多溴聯(lián)苯醚本身難于降解，易于在生物體富集，污染食物鏈和生物鏈，加上多溴聯(lián)苯醚-銻系在阻燃過程產生大量腐蝕性酸性煙霧，可能產生致癌的多鹵二苯并二f英或多鹵二苯并呋喃，毒性大，因此按照OEKO-TEX？Standard100標準要求，傳統(tǒng)溴銻系阻燃劑不能在紡織品上應用，已經被歐美相關組織禁用。

我國是世界上最大的紡織品制造國，但紡織阻燃涂層膠的研究與阻燃領域的最新進展步調不一致，環(huán)保無鹵阻燃等學術熱點很少引入到水性阻燃涂層膠的研發(fā)中。我國引進了很多國際先進的涂層裝備，迫切需要與其相適應的安全環(huán)保紡織阻燃涂層膠產品。長久以來，歐美設置了一系列安全環(huán)保阻燃等印染后整理技術壁壘措施，我國紡織業(yè)要實現(xiàn)跨越式發(fā)展，阻燃涂層膠等技術和產品必須實現(xiàn)自主創(chuàng)新。

有機磷系阻燃劑所具有的低毒、低煙以及阻燃性能是含鹵系阻燃劑不能比擬的，但目前只是在塑料、建材等方面有較多使用，在紡織品阻燃方面應用還較少，而與黏合劑配合加工成阻燃涂層膠的則更少，而開發(fā)符合國際環(huán)保安全標準的水性無鹵阻燃涂層膠并使之產業(yè)化很有必要。近幾年國外企業(yè)受資源、勞動力限制，紛紛退出磷系阻燃劑領域，使得符合OEKO-TEX？Standard100國際紡織環(huán)保安全標準的阻燃涂層膠產品供給緊張，因此其市場前景看好。

我國GB20286―2006《公共場所阻燃制品及組件燃燒性能要求及標識》是強制性國家標準，其中也包括了對紡織品阻燃要求。除對極限氧指數(shù)（LOI）等常規(guī)阻燃測試指標外，特別強調產煙毒性等級或煙密度數(shù)值。許多溴銻系阻燃產品無法達到該標準要求，高效、抑煙以及減少有毒氣體產生的水性無鹵阻燃涂層膠已經成為業(yè)界的首選。

2水性無鹵阻燃涂層膠的制備

傳統(tǒng)阻燃涂層膠以聚氨酯或丙烯酸酯為粘合劑，十溴二苯醚與三氧化二銻為阻燃劑，再輔助以分散劑、流平劑、增稠劑、手感劑等助劑制成，阻燃效果、手感、牢度等性能較好，但溴銻系阻燃劑已經被歐美相關組織禁用。

水性無鹵阻燃聚氨酯以水為介質，具有不燃、不爆、無毒、無味，不污染環(huán)境、不會危害操作人員身體健康、能顯著降低產品成本的特點，在紡織品涂層等領域廣泛適用。根據阻燃劑進入水性聚氨酯的方式，水性聚氨酯的阻燃改性主要有復配共混法與反應合成法。

復配共混法是將阻燃劑以物理方式分散在水性聚氨酯中，增稠后刮涂在織物表面，賦予織物阻燃效果。用復配共混法制取的阻燃聚氨酯乳液不穩(wěn)定、易破乳、遷移，或者會破壞水性聚氨酯的成膜性及影響成膜后的各種性能。陳鶴等研究發(fā)現(xiàn)，阻燃效果很好的環(huán)狀磷酸酯添加量大于10%時，水性聚氨酯膠膜即開始發(fā)粘，同時膜的力學性能下降明顯。

反應合成法是將具有活性基團的阻燃反應單體參與水性聚氨酯的聚合或者縮聚反應，最后成為水性聚氨酯聚合物分子結構單元的一部分，產品具有優(yōu)異的阻燃性能，阻燃耐久性高，手感好，力學強度影響小，阻燃劑在使用過程中不會析出。

按阻燃劑作為聚氨酯結構單元的不同反應合成水性阻燃聚氨酯可分為軟段阻燃改性和硬段阻燃改性兩種。軟段阻燃改性是先用反應型阻燃劑與其它試劑合成出帶有阻燃元素的大分子聚醚多元醇或聚酯多元醇，然后部分或全部替代聚醚多元醇或聚酯多元醇，與異氰酸酯反應，再經過中和乳化，得到阻燃水性聚氨酯。軟段阻燃改性具有阻燃效果好，對膠膜性能影響小的特點。硬段阻燃改性是將反應型阻燃劑作為擴鏈劑或固化劑引入到水性聚氨酯中（即阻燃成分直接以小分子的形式嵌段到聚氨酯中），得到阻燃水性聚氨酯。

陳鶴等使用二溴新戊二醇為小分子擴鏈劑，與甲苯二異氰酸酯、二羥甲基丙酸反應，合成了二溴新戊二醇硬段改性的水性聚氨酯，成膜后LOI可以達到30以上。于得海等將自制的含鹵多元醇接入水性聚氨酯主鏈結構中，合成了穩(wěn)定的阻燃水性聚氦酯乳液。當含鹵多元醇的添加量為25%時，膠膜的LOI可以達到29.8%，將該乳液增稠后用于織物涂層整理，能賦予織物優(yōu)良的阻燃效果，達到國標B1級。

傳化股份公司的水性無鹵阻燃涂層膠以聚氧化丙烯二元醇N210（分子量1000）或者N220（分子量2000）、聚氧化丙烯三元醇（分子量3000）或者三羥甲基丙烷為原料于120℃、0.08MPa反應1h；加入二苯基甲烷二異氰酸酯（MDI）或者異佛爾酮二異氰酸酯（IPDI）、二羥甲基丙酸（DMPA）于85℃、N2保護下合成中間體；之后加入自制的含磷多元醇反應，保溫反應2.5h至NCO含量接近理論值（用二正丁胺法測試NCO含量，反應過程中視情況加入適量丁酮（MEK）調節(jié)預聚體黏度）；降溫，加入定量的三乙胺中和保溫0.5h，用FLUCO高剪切分散乳化機乳化1～2min，旋轉減壓蒸餾去除MEK等步驟，合成得到水性無鹵阻燃聚氨酯乳液；再經復配、增稠后得到水性無鹵阻燃涂層膠。產品的主要技術指標如下：固含量：48%～54%；pH值（1%水溶液）：6～9；粘度（25℃）：900～3600mPa？s；阻燃效果：達到國標B1級；涂層剝離強度：>10N；涂層靜水壓：>5000Pa；鹵素含量：氯含量≤20μg/g，溴含量≤20μg/g（符合OEKO-TEX？Standard100標準）。

3結語

隨著人們對安全、環(huán)保的日益重視，環(huán)保型、復配型、膨脹型阻燃劑得到了很大發(fā)展。阻燃劑的發(fā)展趨勢是無毒、無鹵、低煙、對環(huán)境友好且具有最佳阻燃性能的新型阻燃體系。今后幾年，環(huán)保高效的新型阻燃劑將在全球范圍內蓬勃發(fā)展，傳化的水性無鹵阻燃聚氨酯涂層膠產品也將迎來良好的市場契機。

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作者簡介：傅幼林，男，1967年生，工程師，浙江傳化股份有限公司總經理。

第8篇：高分子材料阻燃技術范文

Abstract： As the scale of the cable buried construction grows in the urban power network renovation， the rapid development of power system has put a higher demand on the performance and economic benefits of the cable support. Considering the problems produced by the able support made of traditional materials in the coming power system， the article introduces SMC cable support made of a new material. On the basis of detailed elaboration on the characteristics of SMC composite material， the article comes to a conclusion that the SMC cable support has the advantages of high insulation， good mechanical properties， corrosion resistance， flame retardant， high reliability， long life and so on. By comprising the performance of SMC and the traditional cable support， it demonstrates that SMC cable support is a reliable alternative of the traditional one and is the trends of the cable support in the power system.

關鍵詞： SMC；電纜支架；復合材料

Key words： SMC；cable support；composite material

中圖分類號：F764.5 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2012）32-0069-02

0 引言

制作電纜支架的材質有很多種，目前應用得比較廣泛的主要有金屬角鐵電纜支架、水泥電纜支架、高分子復合材料電纜支架等。一直以來，電力系統(tǒng)和公用事業(yè)部門采用金屬角鐵、鋁合金或水泥條制電纜支架鋪設電纜較多。

傳統(tǒng)材質的電纜支架，由于材料本身性能限制，在使用中一直存在著較多缺陷，如傳統(tǒng)的金屬電纜支架在惡劣環(huán)境下易銹蝕、壽命短，如地鐵、隧道、化工企業(yè)、多雨潮濕或沿海鹽霧等場合，使用金屬支架極易銹蝕，設施的維護費用高，使用壽命也較短。

隨著電力工程建設的需要，特別是大、中城市電網改造中的電纜入地工程，迫切需要性能優(yōu)良，使用壽命長，使電纜敷設更加快捷安全可靠的新一代電纜支架。我國電力部就曾于1994年在上海召開的電纜標準會議上指出，建議使用有機復合材料代替。發(fā)達國家更是一直努力通過各種途徑研制質量密度低、強度高、不銹蝕的新型防火高分子材料來替代傳統(tǒng)材料。因此，研制質量密度低、強度高、不銹蝕的新型防火高分子材料電纜支架來替代傳統(tǒng)材料制造的電纜支架是電纜支架未來的發(fā)展趨勢。復合材料SMC主要應用是在汽車、船舶、化工、建筑、電氣、軍工以及宇航等方面。SMC具有優(yōu)異的電絕緣性、耐電弧性，因此在電力系統(tǒng)中也得到了廣泛應用：電機換向器、接線板、滅弧罩、電纜分配箱外殼、終端分配器、電纜支架等設備中都使用了SMC。研究表明，使用SMC高分子復合材料研制的電力電纜支架是其中最優(yōu)越的一種。

1 傳統(tǒng)材質的電纜支架存在的問題

首先，電纜架設使用金屬支架時，電流流經電纜會產生磁場，導致兩個支架角鋼之間形成磁場閉合回路（環(huán)流），使電纜溫度升高，加大電纜與支架渦流作用產生鐵損（約占電纜線損的50%），進而使環(huán)流溫度升高。尤其當電纜通過較大電流時，溫度迅速升高，往往會形成強大的弧光而損毀金屬支架。因此現(xiàn)在多采取加粗電纜等措施預防此問題，進而大大增加輸電設備的制造成本。

其次，目前采用外涂油漆或熱浸鋅等技術處理金屬制電纜支架的防銹防腐問題，僅能治標，不能治本，特別是在惡劣環(huán)境中，防銹防腐問題大大縮短了它的使用壽命，同時影響電力、通信設施的安全和無故障使用期。

最后，金屬支架生產過程能耗大、污染大，不符合國家節(jié)能減排政策；價格易受國際金屬市場價格的影響；水泥條制的支架外觀粗糙，體積龐大，既容易損傷電纜護套，又不利于在狹小電纜溝內的施工。

2 SMC復合材料的特點

SMC復合材料最早是由德國拜耳公司于1960年研制成功，并實現(xiàn)工業(yè)化生產，此后西歐、美國和日本相繼發(fā)展起來，我國是于1975年開始研制，而后工業(yè)化生產，目前已形成了一較大規(guī)模的產業(yè)。SMC復合材料是一種熱固性熱復合材料，SMC（Sheet Mould Compound）是由樹脂糊浸漬玻璃纖維制成的一種片狀模塑料，它具有強度高、重量輕、耐腐蝕、電絕緣等特點，具有性能設計自由度大，加工方便的優(yōu)點，是全球應用最廣泛的復合材料之一，這些優(yōu)點剛好滿足電纜支架的技術要求，是生產電纜支架的理想材料[2][3]。

SMC高分子復合材料具有以下特點：

①強度高、重量輕、重量只有鋼的1/4，混凝土管的1/10左右，運輸方便，施工便捷。

②產品表面光滑摩擦系數(shù)小，不損傷電纜。

③產品整體絕緣，無電腐蝕，可防止產生渦流。

④耐水性好，可長期在潮濕環(huán)境或水中使用。

⑤耐熱、耐寒、防火性能優(yōu)，能在-50℃-130℃下使用。

⑥防腐蝕，不生銹，使用壽命長，免維護。

⑦材料沒有回收利用價值，可杜絕盜竊問題。

⑧絕緣性能好，無需接地，可減少安裝工作量，節(jié)約安裝成本。

3 SMC電纜支架的特點

SMC玻璃鋼復合材料電纜支架可廣泛應用于電纜溝、電纜隧道、電纜排管工作井以及電纜半層內的電力電纜、控制電纜和通信電纜的敷設[4]。目前設計有預埋型分體式電纜支架和螺孔型分體式電纜支架，能滿足不同的安裝環(huán)境和使用習慣的需要。同時將支架分成支架座和支架托臂兩部分，便于狹窄電纜溝內施工。

將常見的各種材料電纜支架的性能做簡單比較，如下表示：

從表中可以看出，與傳統(tǒng)的電纜材質相比，采用SMC復合材料制造的電纜支架具有絕緣性能好、機械性能好、耐腐蝕、阻燃性好、產品質量可靠性高、不易老化使用壽命長的優(yōu)點，SMC復合材料電纜支架具有良好的社會效益和經濟效益。

總的來說，SMC高分子復合材料電纜支架具有如下特點[5]：

3.1 強度高，重量輕 SMC高分子復合材料主要由起增強作用的玻璃纖維和起粘結作用、傳遞載荷作用的熱固性樹脂組成。玻璃纖維的拉伸強度很高（3450MPa），其含量、長度、鋪設形式決定支架制品的強度。SMC高分子復合材料強度可以在30～1000MPa范圍。因此，可根據制品的受力情況、產量、生產工藝、價格承受能力來設計玻璃纖維的用量、長度和鋪設形式。

3.2 不蠕變 SMC高分子復合材料電纜支架的剛性比國外某些公司生產的玻璃纖維增強尼龍支架增強一倍。即使在長期負載下也不變形。

3.3 防火性能強 氧指數(shù)是評價電纜防火產品重要的檢測手段。氧指數(shù)是指在最大氧氣條件下，防火產品耐燒的特性。在工程中使用根據燃燒強度確定。例如：在30根電纜的條件下，如發(fā)生電纜引燃事故，在4min以內即可形成500℃以上高溫熱聚集，從而導致電纜沿走向進行延燃。電纜密集處的電纜越多，可燃體質量越大。而SMC高分子復合材料電纜支架的氧指數(shù)大于等于70%。符合防火低煙，無鹵，無毒的安全要求，防火性能強。

3.4 耐腐蝕 SMC高分子復合材料支架具有良好的耐腐蝕性能，尤其適合在潮濕、鹽霧、酸和弱堿環(huán)境使用。

3.5 絕緣性能好 絕緣性能可以根據使用要求調整。一般地，絕緣電阻大于等于1.0×1012Ω。

3.6 使用方便 預埋型支架座直接埋入電纜溝的墻壁即可，螺孔型支架座已經預留安裝孔，直接用螺絲固定即可，安裝和維護非常方便。電纜支架托臂采用圓弧形光滑表面，沒有倒刺和分模線，不會拉傷電纜，而且可降低工人的勞動強度。

3.7 使用壽命長 通用型的使用壽命：室內20年以上，地下50年以上；耐老化型的使用壽命：室外20年。

3.8 良好的經濟效益 SMC電纜支架整體式結構，簡化了安裝工序，提高了安裝工效，縮短了工程周期，降低了工程費用及其抗腐蝕性強、無需維護和更換等特點，其優(yōu)越性是顯而易見的。

4 結語

復合材料SMC可設計性強，具有許多傳統(tǒng)材料所不可比擬的特性，若使用合理，必將會在電力及許多領域中發(fā)揮越來越大的作用；而SMC高分子復合材料電纜支架因其優(yōu)良的性能，也必能在電力系統(tǒng)獲得更廣泛的應用。

①傳統(tǒng)材質的電纜支架存在易銹蝕、導電、導磁的問題，不能完全滿足電力建設和節(jié)能的要求。尤其是在特高壓輸電線路中，為避免產生渦流損耗，在高壓單芯大截面電力電纜中應選用非鐵磁性材料支架。

②在電力系統(tǒng)中應用SMC電纜支架具有節(jié)能降耗的突出優(yōu)點。

③SMC電纜支架符合220kV及以下電力電纜的裝置要求、適用于電纜溝、電纜隧道、豎井、電纜層（井）等各種電纜構筑物。

④綜合技術經濟比較，SMC高分子復合材料電纜支架明顯優(yōu)于傳統(tǒng)材質電纜支架。其替代傳統(tǒng)材質支架切實可行，具有明顯的經濟效益和社會效益。

參考文獻：

[1]朱景林.電纜支架渦流損耗的研究[J].上海電力，2009（5）：400-402.

[2]劉雄亞，晏石林.復合材料制品設計及應用[M].北京：化學工業(yè)出版社，2003.

[3]張志民.復合材料結構力學[M].北京：北京航空航天大學出版社，1993.

第9篇：高分子材料阻燃技術范文

論文摘要：文章從我國林業(yè)科技發(fā)展對材料化學專業(yè)人才的需要出發(fā)，探討了在高等林業(yè)院校設置材料化學的專業(yè)定位，在對材料化學課程的教學體系進行思考的基礎上，提出了培養(yǎng)適應林業(yè)科技發(fā)展需要的材料化學專業(yè)人才的培養(yǎng)模式和教學內容。

材料化學是一門材料科學與現(xiàn)代化學相結合的新興學科，對于自然科學和國民經濟的發(fā)展至關重要，是21世紀化學發(fā)展中的重要新興學科之一。本專業(yè)密切聯(lián)系國民經濟、科學技術迅速發(fā)展的實際，研究材料制備、加工、性能和應用等的化學問題。上個世紀90年代初，復旦大學率先開設材料化學本科專業(yè)。隨后，眾多高校相繼開設了該專業(yè)。由于材料種類很多，而且各個高校開設材料化學專業(yè)的背景和學校的優(yōu)勢學科不相同，雖然專業(yè)名稱相同，但是各學校所制定的培養(yǎng)方案和體現(xiàn)的專業(yè)特色各不一樣。中南林業(yè)科技大學是一所服務于區(qū)域經濟和現(xiàn)代林業(yè)，地處中南地區(qū)的高等林業(yè)院校。在高等林業(yè)院校開設材料化學專業(yè)，相對于其它綜合性高校的材料化學專業(yè)和本校的主流學科一一林學來說，該專業(yè)無論是在師資隊伍，還是在科研水平與學科建設等方面都存在不小的差距。所以，我校開設的材料化學專業(yè)，只有辦出自己的特色和優(yōu)勢，才能在材料化學專業(yè)領域占有一席之地。

1、專業(yè)定位明確，體現(xiàn)辦學特色

人才的培養(yǎng)需要找準位置，明確方向。這是適應經濟發(fā)展的需要，也是辦好專業(yè)的關鍵。我校2004年初申報材料化學專業(yè)并獲得省教育廳批準，2005年正式招生。經過5年的發(fā)展，積累了較為豐富的教學實踐經驗，基本建立了較為完備的材料化學專業(yè)辦學條件。材料化學是一門多學科相互交叉的新型綜合學科，就材料而言，包括金屬材料、無機金屬材料、高分子材料、功能材料、復合材料等多個領域。隨著我國經濟建設的全面發(fā)展，為了應對經濟社會可持續(xù)發(fā)展的迫切要求，加強林業(yè)和生態(tài)環(huán)境建設至關重要。各種新材料在農業(yè)、林業(yè)領域的應用日益廣泛，如生物質材料、木材阻燃材料、仿生材料和可生物降解材料等的開發(fā)都是材料優(yōu)先發(fā)展的方向。但是，目前我國林業(yè)領域從事新材料技術開發(fā)和應用的專門人才比較匾乏，遠遠不能滿足現(xiàn)代林業(yè)高速發(fā)展的需要。因此，高等林業(yè)院校設置材料化學專業(yè)對我國林業(yè)現(xiàn)代化具有重要意義。在高等林業(yè)院校設置材料化學專業(yè)既要考慮材料科學學科本身的體系，又要體現(xiàn)高等林業(yè)院校的特色與優(yōu)勢。為此，我們把專業(yè)定位在復合材料、生物質材料和高分子材料三大方向，使學生既具有扎實的材料科學基礎知識和良好的專業(yè)素質，又能適應科學技術飛速發(fā)展的要求;培養(yǎng)能在材料開發(fā)、生產及應用領域，尤其是利用林產品資源進行新材料研制和開發(fā)以及新材料在林業(yè)領域的應用方面具有創(chuàng)新精神和實踐能力的復合型人才，為我國林業(yè)生產現(xiàn)代化及林業(yè)產業(yè)化的發(fā)展提供堅實可靠的人才保障。

2、完善課程體系，優(yōu)化課程設置

本專業(yè)秉承夯實基礎，提高能力、拓寬范圍、接觸前沿的理念，根據國家經濟建設對專業(yè)型、應用型、復合型和學習型人才的需要，在遵循“重基礎、寬口徑和強能力”教學改革原則的基礎上，在構建材料化學專業(yè)課程體系時，主要采取下列原則:加強基礎理論，拓寬專業(yè)口徑，重視實驗教學，適當增加選修課比例。因此，該專業(yè)的課程體系由公共基礎課、專業(yè)基礎課、專業(yè)必選課和專業(yè)選修課四個方面組成。其中:公共基礎課程與化學工程類其它專業(yè)一致;專業(yè)基礎課開設了材料化學、物質結構基礎、材料科學與工程基礎、材料物理性能等課程;在專業(yè)課程的設置上注意寬口徑與突出特色相兼顧，如復合材料方向開設的復合材料學和復合材料工藝與設備課程;高分子材料方向開設的高分子化學、高分子物理和材料結構表征課程;生物質材料方向開設的木質復合材料、竹材及非木質材料等課程。同時，還加強了工藝設計和制造方面的課程，如開設材料加工與成型、材料加工與成型實驗、材料合成與制備等課程;增加了阻燃材料及其應用技術、仿生材料、生態(tài)環(huán)境材料、活性炭制備改性與應用專題等特色課程?？傊谡n程體系的總體構建原則下，經過兩次培養(yǎng)計劃的修訂，對課程進行了認真仔細的整合，系統(tǒng)地確定課程門類，進一步明確各門課程的內容及課程間的分工與聯(lián)系，刪除一些內容陳舊或與其它課程內容重復的課程，增加反映最新研究成果方面的課程，如納米材料，納米復合材料等，創(chuàng)建一些理論聯(lián)系實際、有利于培養(yǎng)學生綜合運用知識的能力的課程，并加大前沿科技知識的教學比例。

3、改革實踐教學體系，強化能力培養(yǎng)

材料化學專業(yè)是一門實踐性很強的學科，在教學活動中，必須加強實踐教學環(huán)節(jié)。首先，在加強基礎化學實驗教學的前提下，組建了材料合成與制備、材料結構表征和檢測兩個專業(yè)實驗室。同時，利用多種渠道與企業(yè)建立聯(lián)系，在株洲冶煉集團、湘潭鋼鐵公司和株洲化工集團等單位建立了實習基地。第二，實驗教學是培養(yǎng)和提高學生的綜合素質、探究與創(chuàng)新能力的重要途徑。建立新型的材料化學實驗教學體系，將傳統(tǒng)的實驗教學向開放性的教學模式進行轉變，是培養(yǎng)創(chuàng)新意識、創(chuàng)新思維和創(chuàng)新能力的人才的有效途徑之一。為此，在實驗教學方法上，部分實驗課試行開放式教學，實驗課教師僅僅講授實驗的基本原理和基本要求，從查閱文獻資料開始，到實驗方案設計、實驗操作規(guī)程、實驗結果分析等均由學生獨立完成，使學生變被動學習為主動學習。第三，按基礎型、設計綜合型、研究創(chuàng)新型三個層次規(guī)劃實驗，進一步改革實驗教學內容。積極推行從驗證模仿性實驗向設計創(chuàng)新性實驗轉變，同時減少驗證性實驗，增設設計性、創(chuàng)新性和綜合性實驗。第四，鼓勵學生參加科研活動，根據個人興趣和愛好參加教師的科研項目，鼓勵學生積極申報大學生研究性學習和創(chuàng)新性實驗計劃項目。通過具體的研究課題，獨立設計、自查資料、自擬實驗方法進行探索性、創(chuàng)造性實驗。第五，結合專業(yè)實驗室和實習基地搞好畢業(yè)實習和生產實習，鼓勵已經簽訂就業(yè)協(xié)議的學生到單位聯(lián)系生產實際選擇課題，鼓勵教師到實習基地結合實際指導學生的畢業(yè)論文。由此在整個實踐教學活動中構建了“計劃教學一開放實驗一科研相結合”的新的實驗教學體系。同時，在實踐教學環(huán)節(jié)中，重視學生綜合素質的培養(yǎng)，把素質教育貫穿于實踐教學的全過程，為全體學生提供了一個全面發(fā)展的實踐空間，培養(yǎng)與他人合作的團隊精神。為學生將來適應現(xiàn)代企業(yè)的管理體制，確立優(yōu)秀的職業(yè)道德素養(yǎng)打下堅實的基礎。

4、加強師資隊伍建設，優(yōu)化師資隊伍結構