高分子阻燃剂PPT课件

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高分子阻燃剂课件

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上述这些树脂都可以通过缩聚反应获得, 上述这些树脂都可以通过缩聚反应获得,部分这 类阻燃聚合物的合成方法和分子结构图示如下: 类阻燃聚合物的合成方法和分子结构图示如下:
NH3
COOH O C NH3 COOH
NH3
O C
H N
H N n
O O O
O O O
O N
N om ex
O N n O
NH3
O
1.3 高分子阻燃剂的研究进展
开发新型阻燃树脂方面目前已经取得较大进展 它们的共 同特点是分子内存在苯环等芳香结构,分子间作用力较 分子内存在苯环等芳香结构, 分子内存在苯环等芳香结构 分子中碳氢元素比较大,不含或很少含氢元素, 大,分子中碳氢元素比较大,不含或很少含氢元素,燃 点和熔点较高,在高温下不易分解, 点和熔点较高,在高温下不易分解,化学和热稳定性较 好。是一类特殊的工程塑料。在受到高温,或者遇到火焰 时能发生碳化,而阻止燃烧的继续。 最常见的这类阻燃树脂主要是一些具有芳香酰胺结构内酰 胺等梯形结构和某些芳香聚脂结构的聚合物。 目前已经有多种商品出售,多数可以制成阻燃纤维等结构 材料。其中包括Komex kermel Komex PBI Kapton 以及Kynol Kynol纤维,其中Kynol Kynol纤维据说可 Enkatherm Kynol Kynol 以短时受2500℃ 2500℃的高温,在150℃ 150℃氧气存在下可以长期保 2500℃ 150℃ 持稳定。
生成气体或者液体覆盖机理 如果加入的物质在燃烧产生的高温
下发生熔化气化或者分解成不燃性气体, 下发生熔化气化或者分解成不燃性气体,生成物会暂时将聚合物覆 盖与燃烧必须的空气隔绝,同样也可以使燃烧终止。 盖与燃烧必须的空气隔绝,同样也可以使燃烧终止。

阻燃剂及阻燃整理工艺 ppt课件

阻燃剂及阻燃整理工艺  ppt课件

(2)密度比空气大,形成隔离层,将燃烧体系与空气隔
离。三种机理共同作用。 ppt课件
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3 阻燃性能测试
1)氧指数测试:适用于纺织品、塑料、橡胶等
氧指数:是表征聚合物燃烧性能的重要参数,指使聚合物 样品在N2-O2混合气流中持续燃烧所必须的最低含氧量 OI=[O2]/([O2]+[N2]) ×100 式中:[N2]、[O2]流量L/min 一般 21 阻燃至少27以上
2)燃烧性能测试 阴燃(余燃)时间:试验条件下有焰燃烧终止后材料持续 无焰燃烧时间。 续燃时间:有焰终止后材料持续有焰燃烧时间。
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测试方法:
45度角测试,垂直燃烧测试,碳长测试
以纺织品为例:(GB5455-1997)
取阻燃整理布条各3块,每块7*25.4cm,温度21度湿度
65%放置8小时以上,置于阻燃测试仪,使样品离灯口
与末端距离为碳长。碳长越短,阻燃效果越好。阴燃时间
越短效果越好。
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4 阻燃剂介绍
4.1卤系阻燃剂
卤系阻燃剂主要以终止链自由基反应机理和隔离膜机 理发挥阻燃效果。(还包括稀释机理)
国内阻燃剂市场的主流品种。主要有溴系和氯系两种。
燃烧时产生HX,HX与自由基发生反应:
HX+•OH→H2O+•X HX+•O•→•OH +•X
HX+•H→ H2+•X
产生的HX比空气重起隔离作用,H2O、H2起稀释作用, HX与燃烧产生的活泼自由基•OH反应,从而终止燃烧过
程链连锁反应。
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卤系阻燃剂与磷系阻燃剂、金属氧化物阻燃剂 (如锑化物体系)具有理想的协同作用。

阻燃剂的测试ppt课件

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磷系阻燃剂相比于卤系阻燃剂有着高效、低烟、低 毒性、廉价、二次污染小的优点,但个别磷系阻燃 剂还是会对人体和环境造成危害。
TDCPP(磷酸三[1,3-二氯丙基] 酯):被确认为致 癌物,对人类细胞有基因损害作用,损伤神经系统, 可能改变人体的激素水平。动物实验表明TDCPP 对发育中的胚胎具有毒性。
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阻燃剂主要应用在交通运输、电子电气设备、家 具以及建筑材料领域,添加阻燃剂并不能让材料 获得完全抵抗烈火的能力,不过它依然可以减少 火灾发生,并为身陷火场的人们赢得宝贵的逃生 时间。在起火的空间中,由于易燃气体和热量的 聚集,可能会发生闪燃现象——各种易燃物质都 在1-2秒时间同时起火。而阻燃剂的出现,可以有 效的避免这种情况。
TCEP(磷酸三[2-氯乙基]酯):动物实验表明, TCEP会导致白血病,以及肾、肺、胃部肿瘤,同 样具有生殖毒性和神经毒性。
TCPP(磷酸三[1-氯丙基]酯):对人类细胞有基因 损害作用。动物实验表明,TCPP会改变生理周期。
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法律法规 欧盟RoHS指令 2015/863/EU
REACH附录XVII 1907/2006/EC
目前大致将阻燃剂划分为:卤系阻燃剂、磷系阻 燃剂、氮系阻燃剂、磷-卤系阻燃剂
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多溴联苯和多溴联苯醚都属于溴化阻燃剂,是持 久有机污染物POPs)的一种,它在环境中的残留 周期长,难分解,不易挥发,易在生物以及人体 脂肪中蓄积,对人体的主要危害为影响免疫系统、 致癌、损害大脑及神经组织等。
卤系阻燃剂还存在着多烟、释放有毒和腐蚀性卤 化氢气体等问题,据调查火灾中的死亡事故大部 分是由于吸入有毒气体窒息造成的。用多溴二苯 醚阻燃的高聚物在燃烧时会产生有毒致癌物多溴 二苯并二噁英。

第十六章阻燃剂PPT课件

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材料添加剂化学
16.2.3 反应型阻燃剂
(2)四溴双酚A及衍生物 四氯双酚A、四溴双酚A醚,既可作为添加型阻燃剂,又
可作为反应型阻燃剂。
材料添加剂化学
16.2.3 反应型阻燃剂
(3)含磷多元醇 四羟甲基氯化简称THPC,是重要的防火阻燃剂,由磷化
氢、甲醛和盐酸反应而制得。
将THPC和氢氧化钠反应,制得四羟甲基氧化THPOH
制燃烧反应。氮阻燃元素,主要以受热形成的
起水
炭化催化剂作用,同时释放出的氨气为难燃性气体,氨稀释
空气中氧的浓度,起到阻燃作用。
材料添加剂化学
16.1.3 阻燃机理
16.1.3.3 冷却机理 阻燃剂能使聚合物材料的固体表面在较低温度下熔化,
吸收热量或发生吸热反应,大量消耗掉热量,从而阻止燃烧 继续进行。此类阻燃剂的代表有氢氧化铝和氢氧化镁。 Ø 氢氧化铝即三水合氧化铝。
材料添加剂化学
16.2.2 添加型阻燃剂
16.2.2.1 有机卤化物 卤素元素的阻燃效果顺序为:I>Br>Cl>F。C-F很稳
定,难分解,故阻燃效果差;碘化物的热稳定性差,所以工 业上常用溴化物和氯化物。卤代烃类化合物中烃类阻燃效果 顺序为:脂肪族>脂环族>芳香族。
材料添加剂化学
16.2.2 添加型阻燃剂
常见的无机磷系阻燃剂品种表见教材P255
材料添加剂化学
16.2.3 反应型阻燃剂
(1)卤代酸酐 ① 四氯邻苯二甲酸酐(TCPA)和四溴邻苯二甲酸酐
(TBPA) Ø 四氯邻苯二甲酸酐:
Ø 四溴邻苯二甲酸酐:
材料添加剂化学
16.2.3 反应型阻燃剂
(1)卤代酸酐 ② 氯桥酸酐与氯桥酸
Ø 氯桥酸酐:
Ø 氯桥酸:

第8章阻燃剂PPT课件

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(2)比热容——1g物质温度升高1℃所需吸收的热量 在其它因素相同的情况下,比热容大的聚合物材料,在燃烧过 程的加热阶段需要较大的热量,因此较难燃烧。 常用聚合物的比热容见下表。
常用聚合物的比热容
聚合物
比热容/J·(g·℃)-
1
聚合物
比热容/J·(g·℃)-1
聚乙烯
2.3
聚甲基丙烯酸
1.5
聚丙烯
7
热源 燃 烧
氧化反应场
辐射
传热 热分解
聚合物材料
O2
气相扩散 固相扩散
聚合物燃烧过程示意图
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二、聚合物燃烧反应
聚合物热分解产物的燃烧是按自由基链式反应进行的,其机
理与聚合物热氧降解类似,包括下述四步:
(1)链引发 (2)链增长
R H h v/Δ R · +H ·
(3)链支化
R·+ O2 → RO2· RO2·+ RH → ROOH + R·
ROOH → RO·+ HO·
2ROOH → ROO·+ RO·+ H2O
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(3)链终止 R·+ R·→ R-R
RO· + RO·→ ROOR RO2· + RO2·→ ROOR + O2
R· + HO·→ ROH
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三、影响聚合物燃烧的因素 影响聚合物燃烧的因素很多,包括作为内因的聚合物燃烧特
一系列物理和化学变化的复杂过程,一般可分为5个基 本阶段:
(1)加热升温 聚合物之所以发生燃烧,首先是因为在外部热源作 用下温度上升。热塑性聚合物此时会伴有熔融现象。
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(2) 热分解 当聚合物受热升温至分解温度时,将发生热分解,并产 生可燃性气体和其它热分解产物,主要包括: ①可燃气体,如甲烷、乙烷、丙烷、甲醛、丙酮、一氧 化碳等; ②不燃气体,如二氧化碳、氮气等; ③液体产物,即熔融降解聚合物和预聚体; ④固体产物,如碳化物等; ⑤烟气,即悬浮于空气中的固体(如碳)颗粒。

浙江大学精细高分子课件 第六章 阻燃高分子

浙江大学精细高分子课件 第六章 阻燃高分子
磷系阻燃剂 磷系阻燃剂分为有机磷系阻燃剂和无机磷系
阻燃剂。有机磷系阻燃剂应用最广的是磷酸 酯和膦酸酯,特别是含卤的磷酸酯及膦酸酯。 无机磷系阻燃剂主要有红磷及微胶囊红磷阻 燃剂、磷酸铵盐、聚磷酸铵等。
氮系阻燃剂 已获应用的氮系阻燃剂主要是三嗪类化合物,
即三聚氰胺及其盐,它们可单独使用,也常 作为混合膨胀型阻燃剂的组分。三嗪阻燃剂 主要通过分解吸热及生成不燃性气体稀释可 燃产物而发挥作用,此外三聚氰胺还可促进 高聚物炭化。 膨胀型阻燃剂 膨胀型阻燃剂主要是由含磷、氮化合物组成。 系由酸源(脱水剂)、炭源(成炭剂)及气 源(发泡剂)三部分组成。与卤系阻燃剂相 比,产烟量较小。
凝聚相阻燃机理
在固相中延缓或阻止高聚物热分解起阻燃作用。 阻燃剂在固相中延缓或阻止可产生可燃性气体
氯化石蜡-氧化锑的应用(卤-锑协同) 第二次世界大战期间,军队对阻燃、抗水帆
布帐篷的要求,促进了含氯化石蜡、氧化锑 和粘结剂阻燃系统的发展。 卤-锑协同效应的发现被誉为阻燃化学的一 个里程碑,对现代阻燃技术的发展产生了深 远的影响,至今仍然是阻燃领域内极其活跃 的研究热点 。
反应型阻燃剂的应用 氯化石蜡作为不饱和聚酯的阻燃剂的缺点。 反应型阻燃剂对不饱和聚酯可能更适合,这
高分子燃烧理论
高分子燃烧过程 通常伴有火焰和生烟现象的放热氧化反应,即任
何可以产生无焰或有焰的放热或发光的化学过程 被称为燃烧。火是燃烧的表现 。 通常聚合物材料的宏观燃烧过程经历5 个阶段: 加热、分解、着火、燃烧、火焰传播。
加热—外部对材料加热,使温度升高。加热的
方式可以是火焰的辐射和对流,也可以是燃烧 气体的传导和对流,还可以是固体热源的传导 等。 分解—聚合物材料升温到分解温度,就产生某 些下列物质:可燃气体、不燃气体、液体、固 体、固体微粒或高分子片。影响分解阶段的 因素有:起始分解温度,分解热,分解模式等。

新型阻燃剂BDP的合成及应用ppt课件

新型阻燃剂BDP的合成及应用ppt课件

3.6 放大实验
在小试成功并优化了合成条件的基础上做了放大实验, 合成步骤及粗品的处理过程同2.3。加料情况见表3.6, 产率、粘度和酸值见表3.7。
3.7 阻燃剂BDP的红外分析
使用尼康SX170 FTIR光谱仪在4000-400cm-1 范围内测定 图1.1 样品BDP红外谱图 (样品为美国进口) 图1.2 放大实验1号产品红外谱图
通过正交实验分析,得到如下结论:
1.投料比: 1:2.5:4.2 (BPA:POCl3:PhOH) 2.催化剂用量: 0.8% wt of BPA 3.第一步反应时间: 5.5h 4.第二步反应时间: 6.5h
3.5 粗品处理的分析与讨论
通过对比分析,采用加入螯合剂(1%盐 酸)与催化剂金属离子形成易溶于水的螯合物, 通过水洗去除催化剂离子;加入环氧丙烷与副 产物反应生成水溶性的物质,通过水洗的方法 移除。因粗产物粘度较大,故先加入与其等质 量的甲苯稀释。水洗一般3遍为宜,每次15分 钟(75℃),水洗次数过多则油相与水相分层 较难,过少则洗不净。
在实验过程中本课题组的其他同学给了 我很多帮助,尤其是张荣科同学,在此向他 们表示感谢!
谢谢大家
阻燃剂——双酚A-双(二苯基磷酸酯)即 BDP是一种环保型非卤有机磷系阻燃剂,适用 于热塑性材料,特别适用于PC/ABS共混物的阻 燃改性,易达到UL-94V-0标准,能增加塑料的 耐冲击力、潮湿环境中耐降解性。
优 点:非卤、磷含量高、高分子量、低挥发 性、阻燃增塑等。
2. 实验
2.1 合成方法的选取 目前BDP的合成工艺主要有三种:
3、结果和讨论
BDP的合成受多种因素的影响,本文采用单 因素实验法对催化剂、反应温度进行了考察; 采用正交实验法讨论了投料比、催化剂用量、 反应时间对目的产物收率的影响,确定了合成 BDP的适宜的反应条件。

阻燃剂基本知识ppt课件

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第五节 阻燃剂
1
聚合物材料在火灾中的危险性
• 聚合物材料具有潜在的火灾危险性,包括热灾害(燃烧释放的热量) 和非热灾害(烟气和毒气)。火灾中因窒息和烟气中毒造成的人员伤 亡可占火灾总伤亡人数的50~80%。 • 减少聚合物热核非热灾害 ---- 阻燃技术 ---- 根本
2
一、塑料阻燃概述
大部分聚合物材料是可燃的
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2、美国UL标准(UL-94)
美国UL-94标准的测试方法为观察塑料在直接接触火 源时的燃烧情况,并划分为三个级别。
V-0级 离火后10s熄灭,并不引燃其下方30cm处的药棉。 V-1级 离火后10~30s熄灭,并不引燃其下方30cm处的药 棉。 V-2级 离火后30s熄灭,并引燃其下方30cm处的药棉。
OI [O2] 10% 0 [N2][O2]
式中,[N2]和[O2]代表两种气体的流量。
• 塑料的氧指数越小,说明其连续燃烧所需氧气的浓度 越低,材料越易燃;反之,塑料的氧指数越大,说明 其连续燃烧所需氧气的浓度高,材料越不易燃。
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常见塑料的氧指数
塑料品种
聚甲醛(POM) 聚氨酯(PU)
发泡聚乙烯(PE) 聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA) 聚乙烯(PE) 聚丙烯(PP) 聚苯乙烯(PS) 丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS) 环氧树脂(EP) 聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT) 聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET) 氯化聚醚(CP) 聚酰胺(PA66) 聚碳酸酯(PC)
常用的热塑性塑料如PE、PP、PS、ABS、 PC、POM、PA等性能优良,但易燃,燃烧 时产生大量烟雾和有毒气体,使人中毒窒息 而死,且影响消防救援工作;PVC等含氯塑 料本身不燃,但往往因加入其它物质(如增 塑剂等)而可燃。

阻燃剂ppt教学课件-优秀PPT文档

阻燃剂ppt教学课件-优秀PPT文档
Jimenez, M., S. Duquesne,S. Bourbigot. Intumescent fire protective coating: Toward a better understanding of their mechanism of action. Thermochimica Acta, 2006. 449(1-2): 16-26.
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➢ 按使用方法分类
阻燃剂
添加型
反应型
有机 无机 乙烯 含氯 含羟 阻 阻燃 基衍 化合 基化
燃剂 剂 生物 物 合物
含环氧 基化合

❖添加型阻燃剂: 是在聚合物加工过程中,通过简单掺和不发 生化学反应的阻燃剂。
❖反应型阻燃剂: 是在聚合物制备过程中作为单体之一,通过 化学反应使它们成为聚合物分子链的一部分。它对聚合物使 用性能影响小,阻燃性持久。
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阻燃剂能为人们做什么?
➢ 拯救生命,减少伤害和火灾的损失和不良影响
➢ 提高可燃物的着火条件
➢ 延缓火焰蔓延 ➢ 避免轰燃
点燃11分钟以后
荷兰电视 台资料
➢ 英国:1998年开始对装 饰家具和卧具实施严格的 防火标准
➢ 为达到标准必须使用阻燃 剂
➢ 火灾统计数字表明:
➢ 1988至2000挽救3200 生命
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一、阻燃机理
1、燃烧三要素:可燃物、氧、温度(着火点)
2、极限氧指数(LOI)
在规定条件下,试样在氮、氧混合气中,维持平衡燃 烧所需的最低氧浓度(体积百分含量)。
➢ 氧指数愈高,表示材料燃烧愈 难。
➢ 可用氧指数21 作为可燃性和不 可燃性的分类标准。
聚丙烯PP
LOI 17.8
聚丙烯PP+15份APP/PER LOI 21.4
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