改性MOC对PE基复合材料阻燃性能影响研究文献综述

 2022-08-06 03:08

改性MOC对PE基复合材料阻燃

性能影响研究

摘要:本文主要介绍了传统阻燃剂与氯氧镁水泥的区别,氯氧镁水泥的优点与缺点,并论述了缺点的解决方法。还介绍了目前对氯氧镁水泥应用的实例与方法以及阻燃效果。

关键词:溴系阻燃剂;聚氯乙烯;氯氧镁水泥;阻燃

一、文献综述

火灾是历史上导致人类死亡和财产损失的一个主要原因。随着石油工业的发展,具有可燃性的高分子材料在千家万户得到了广泛的应用,进一步增加了火灾特别是民房火灾的发生。现代社会为降低和避免火灾的发生发展了很多种有效方法,譬如特别的工程设计、建筑规范的指定、火警设备的使用等。但在很多情况下,在高分子材料中添加阻燃剂来降低材料的可燃性仍旧是最经济有效的手段。阻燃剂最大的功能就是防止可燃材料被点燃和点然后降低火焰的蔓延速度,从而提供更多的时间供人们灭火或逃生。譬如对在软垫产品中使用阻燃剂的英国和不使用阻燃剂的其他国家的统计对比表明,阻燃剂的使用可以极大地降低火灾的发生。

阻燃剂的应用不仅要满足千差万别材料的阻燃安全性能,也要满足各种材料的力学性能、电性能甚至经济性要求,单一阻燃剂难以满足全方位的需要,因而一系列基于不同结构或阻燃元素的阻燃剂相继得到开发。阻燃剂广泛使用于电子电气、建筑材料、交通运输和纺织品等领域中。目前得到主要应用的阻燃剂种类有溴(锑)系、磷系、氮系、硅系、硼系、无机金属氢氧化物等。其中溴系阻燃剂以其高效阻燃和相对价格优势的特点而占据主要地位。这些阻燃剂在为可燃材料提供安全性能的同时,某些也显示出了对人类和环境不利的一面。最近十几年来,大量的证据指向某些阻燃剂,特别是有机溴系阻燃剂对环境和人类健康的威胁。

由于在生产、使用和(含阻燃剂)废品处置过程中阻燃剂可控和不可控地散发到环境中,现在阻燃剂已经无处不在。过去几十年来,阻燃剂特别是溴系阻燃剂不仅在人体内被检测到,甚至在北冰洋以及深海哺乳动物体内也发现了他们的踪迹[1]

一些溴系阻燃剂特别是多溴代联苯醚由于其结构特点在热解或燃烧过程中能产生强烈致癌的二噁英而带来额外的风险。有证据表明即使非联苯醚类溴系阻燃剂,譬如四溴双酚A在燃烧过程中也会产生二噁英。一些溴系阻燃剂虽然结构上跟二噁英差别很大,但也有可能同芳香基高分子材料相互作用而最终导致二噁英的产生。因此阻燃剂的风险不仅贯穿其整个生命周期,而且风险的种类也随着生命周期的不同阶段而可能改变。由于阻燃剂的用量很大,阻燃剂本身或其产生的二级污染源的PBT(持久性、生物积累性和毒性)特性,加上阻燃剂的使用跟人类和环境密切相关,使得阻燃剂一直以来都是化学品风险研究的代表,也是环保主义抵制和反对的对象。

目前全球的阻燃剂及阻燃产品正处于全面的结构调整阶段,以使之同时满足阻燃及环保两方面的要求。环境友好型阻燃剂成为新型阻燃剂的开发趋势,目前主要有以下几个发展方向。

  1. 溴系阻燃剂 十溴二苯乙烷、溴化环氧树脂、溴化聚苯乙烯、四溴双酚A碳酸脂低聚物等。
  2. 磷系阻燃剂 磷系在腐蚀性、生烟性等方面优于卤系。
  3. 有机硅系阻燃剂 有机硅系阻燃剂是一种新型无卤阻燃剂、成炭型抑烟剂,它在赋予高聚物优异阻燃抑烟剂的同时,还能改善材料的加工性能及提高材料的机械强度。
  4. 氮系阻燃剂 氮系阻燃剂低毒、无腐蚀、对热和紫外线稳定、阻燃效率高且廉价,具有广阔的应用前景。
  5. 无机阻燃剂 氢氧化铝、氢氧化镁具有热稳定好、高效、抑烟、阻滴、对环境基本无污染等特点,有一定的市场占有率,但由于所需的添加量大,因而对加工工艺和产品的性能有影响。

聚乙烯为白色蜡状半透明材料,柔而韧,比水轻,无毒,具有优越的介电性能。易燃烧且离火后继续燃烧。透水率低,对有机蒸汽透过率则较大。聚乙烯的透明度随结晶度增加而下降在一定结晶度下,透明度随分子量增大而提高。聚乙烯有高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯(LDPE)和线性低密度聚乙烯(LLDPE)之分,广泛应用于薄膜、管材、注射成型制品和电线包裹层等领域,可以说在生活的方方面面都可以接触到,对于阻燃剂的选择便有了更高的要求,传统的溴锑系阻燃剂逐渐地淡出人们的视野[2-3]

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