阻燃材料課件

1、LOGO磷系阻燃聚酯合成的研究磷系阻燃聚酯合成的研究陳陳 泉泉 ：20110194徐徐 鵬：鵬：20110155李智雄：李智雄：20113208蔣濤宇：蔣濤宇：20110137阻燃機(jī)理阻燃機(jī)理v覆蓋層：阻燃劑受熱后，在纖維材料表面熔融形成玻璃狀覆蓋層，成為凝聚相和火焰之間的一個(gè)屏障，這樣既可隔絕氧氣，阻止可燃性氣體的擴(kuò)散，又可阻擋熱傳導(dǎo)和熱輻射，減少反饋給纖維材料的熱量，從而抑制熱裂解和燃燒反應(yīng)v氣體稀釋：氣體稀釋作用: 阻燃劑吸熱分解后釋放出不燃性氣體，如氮?dú)?、二氧化碳、氨、二氧化硫等，這些氣體稀釋了可燃性氣體，或使燃燒過程供氧不足。另外，不燃性氣體還有散熱降溫作用v吸熱：某些熱容量高的阻燃

2、劑在高溫下發(fā)生相變、脫水或脫鹵化氫等吸熱分解反應(yīng)，降低了纖維材料表面和火焰區(qū)的溫度，減慢熱裂解反應(yīng)的速度，抑制可燃性氣體的生成。如三水合氧化鋁分解時(shí)可釋放出3個(gè)分子水，轉(zhuǎn)變?yōu)闅庀嘈枰拇罅康拿撍疅醰熔滴: 在阻燃劑的作用下，纖維材料發(fā)生解聚，熔融溫度降低，增加了熔點(diǎn)和著火點(diǎn)之間的溫差，使纖維材料在裂解之前軟化、收縮、熔融，成為熔融液滴滴落，大部分熱量被帶走，從而中斷了熱反饋到纖維材料上的過程，最終中斷了燃燒，使火焰自熄。滌綸纖維的阻燃大多是以此方式實(shí)現(xiàn)的v提高熱裂解溫度：在纖維大分子中引入芳環(huán)或芳雜環(huán)，增加大分子鏈間的密集度和內(nèi)聚力，提高纖維的耐熱性；或通過大分子鏈交聯(lián)環(huán)化，與金屬離子形成絡(luò)

3、合物等方法來改變纖維分子結(jié)構(gòu)，提高炭化程度，抑制熱裂解，減少可燃性氣體的產(chǎn)生阻燃阻燃劑的種類劑的種類-按所含元素分類按所含元素分類磷系阻燃劑鹵洗阻燃劑無機(jī)阻燃及阻燃阻燃劑的種類劑的種類-按阻燃機(jī)理分類按阻燃機(jī)理分類凝聚類阻燃劑氣相類阻燃劑中斷熱交換阻燃劑主要的主要的磷系磷系阻燃劑阻燃劑v 磷酸甲苯二苯酯v磷酸三甲苯酯v磷酸三(二甲苯)酯v丙苯系磷酸酯v丁苯系磷酸酯 磷酸酯的優(yōu)缺點(diǎn)磷酸酯的優(yōu)缺點(diǎn)可抑制燃燒后的殘余物。產(chǎn)生的毒性氣體和腐蝕性氣體比鹵系阻燃劑少對光穩(wěn)定性或光穩(wěn)定劑作用的影響較小;加工和燃燒中腐蝕性小優(yōu)點(diǎn)123具有阻燃與增塑雙重功能 磷酸酯的優(yōu)缺點(diǎn)磷酸酯的優(yōu)缺點(diǎn) 耐熱性差相容性不理想，

4、而且在燃燒時(shí)有滴落物產(chǎn)生缺點(diǎn)123揮發(fā)性大阻燃機(jī)理阻燃機(jī)理1. 燃燒時(shí)生成偏磷酸可聚合成穩(wěn)定的多聚太，成為被燃燒塑料的保護(hù) 層，能隔絕氧和被燃物的接觸2.磷酸還能促進(jìn)塑料的保護(hù)層，阻止近一步的燃燒。磷酸還能促進(jìn)塑料的保護(hù)層，阻止近一步的燃燒。3.磷和鹵共同作用時(shí)，燃燒時(shí)生成鹵化磷，具有較大的密度，氣磷和鹵共同作用時(shí)，燃燒時(shí)生成鹵化磷，具有較大的密度，氣體覆蓋在火焰表面隔絕氧氣和稀釋可燃物的濃度，同時(shí)生成的鹵體覆蓋在火焰表面隔絕氧氣和稀釋可燃物的濃度，同時(shí)生成的鹵化物能撲捉燃燒反應(yīng)生成的自由基?；锬軗渥饺紵磻?yīng)生成的自由基。常見的磷系阻燃劑常見的磷系阻燃劑1.四（羥甲基）磷酸2.二甲基-3-（

5、羥甲基氨基）-3-羥丙基磷酸酯3。雙（。雙（2-氯乙基）磷酸酯氯乙基）磷酸酯4。二乙基-N,N-雙（2-羥乙基）氨基甲基磷酸酯5.二丙基二丙基-N-N雙（雙（2-羥乙基）氨基甲基磷酸酯羥乙基）氨基甲基磷酸酯有機(jī)磷系阻燃劑的阻燃機(jī)理 目前的大多數(shù)磷系阻燃劑在凝聚相發(fā)揮阻燃功效，其中包括抑制火焰，熔流耗熱，含磷酸性能的表面屏障，酸脆化成炭，炭層的隔熱、隔氧等，但也有很多磷系阻燃劑同時(shí)在凝聚相及氣相阻燃。 凝聚相阻燃模式主要有成炭作用模式、涂層阻燃模式、凝聚相抑制自由基作用模式。實(shí)驗(yàn)原料酯化反應(yīng)實(shí)驗(yàn)裝置縮聚反應(yīng)實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)方法 阻燃劑的預(yù)處理 阻燃聚酯的制備 紅外光譜分析 特性粘數(shù)測定 熱性能測定

6、熱穩(wěn)定性測定 極限氧指數(shù)測定 電子掃描電鏡分析 力學(xué)性能測定 結(jié)晶度測試CEPPA-EG的酯化反應(yīng)式紅外譜圖對紅外譜圖的分析 對比CEPPA(圖5)、CEPPA-EG(圖6)二者的紅外譜圖，可以看出： a、1168cm-1處峰為-POOH的P=O伸縮振動VP=O； b、1234cm-1處峰為-COOC的C-O的伸縮振動Vc-o； c、1735cm-1處峰為-COOC的C=O的伸縮振動Vc=o； d、3374cm-1處峰為殘留EG的-OH的伸縮振動VOH。對比 由以上可知：-P=O的伸縮振動(VP=o)和-C=O的伸縮振動(vc=0）分別從1141cm-1和1730cm-1移到1168cm-1和1735cm-1 ；表明CEPPA上的次磷酸和羧基同時(shí)與乙二醇上的羥基發(fā)生酯化反應(yīng)生成酯鍵。阻燃劑熱穩(wěn)定性分析阻燃劑CEPPA直接添加到反應(yīng)體系中容易受熱分解，本文采用CEPPA與EG合成CEPPAEG的方法提高阻燃劑的熱分解溫度，并通過熱重測試對其熱穩(wěn)定性進(jìn)行研究，結(jié)果見圖7。由圖7可以看出純CEPPA在180左右開始分解，273左右己分解50；在CEPPAEG的熱重曲線中，30266的熱失重曲線主要是CEPPA-EG制備過程中過量的EG、產(chǎn)物H20等低分子物質(zhì)的受熱揮發(fā)結(jié)果，而CEPPA-EG在266左右開始分解，373左右分解達(dá)到50，從而有效地抑制了阻燃劑的