4A分子筛对软质PVC阻燃抑烟作用
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关键词 ： 聚 氯 乙烯 ；阻燃 ； 抑烟； ４ Ａ 分子 筛 ；复 合 阻燃 剂 中 图分 类 号 ： Ｘ ９ １ ３ ． ４ 。Ｔ Ｕ５ ４ ５ ，Ｔ Ｑ３ ２ ５ ． ３ 文献标志码 ： Ａ 文章编号 ： １ ０ ０ ９ —０ ０ ２ ９ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ３ —０ ３ ０ ６ —０ ４．
１ ． ５ 力 学 性 能 测 试
聚氯 乙烯 （ Ｐ ＶＣ） 价 格便 宜 ， 生产 量 大 ， 广 泛 应 用 于 化
工、 建材 、 轻工、 家电、 包 装 等 领 域 。Ｐ Ｖ Ｃ 一 般 分 为 硬 质 和软 质 两种 ， 硬质 Ｐ Ｖ Ｃ本 身 具 有 自熄 性 ， 而软质 Ｐ ＶＣ阻 燃较 差 ， Ｐ ＶＣ在 燃 烧 时 还 会 产 生 大 量 有 毒 有 害 气 体 ， 增
阻燃 和 抑 烟 性 能 ， 三 者 的 最佳 质 量 比 为 １： １： １ Ｏ ， 按 此 最 佳 配 比， 当总 添加 量 为 ３ ５ 时， 测得相 应 Ｐ ＶＣ材 料 的 氧 指 数 为 ４ １ ，
烟 密度 等 级 （ ｓ Ｄ Ｒ） 为５ ７ ． ６ ４ ， 但 力 学性 能 下 降 。
分 子筛 是 一 种 具 有 独 特 孔 道 结 构 的 无 机 材 料 ， 具 有 优 良的 吸 附 、 催化性 能 ， 热稳 定性 高 ， 其中４ Ａ分 子筛 已
广 泛 应 用 于 石 油 化 学 工 业 。近 年 来 ， 研 究 发现 ４ Ａ 分 子
筛对高聚物具有成 炭阻燃作 用 ， 并 能 与 其 他 阻 燃 剂 产 生 阻 燃 协 同效 应 ， 因 此 受 到 较 多 的 关 注 。但 是 ， 关 于将 ４ Ａ
分子筛用 于 Ｐ ＶＣ 阻 燃 抑 烟 的 研 究 较 少 。 为 此 ， 笔 者 对
Fra Baidu bibliotek
材 料 。但 添 加 量 超 过 ３ Ｏ 后， Ｌ Ｏ Ｉ提 升 幅 度 变 小 ， 含
４ Ｏ 的 ４ Ａ 分 子筛 Ｐ ＶＣ材 料 的 Ｌ０Ｉ 也只有 ３ ６ 。因 此 ， 继 续提高 ４ Ａ分子 筛 的添加量 意义 不大 ， 而 且 过 大 的添 加 量还会导致 Ｐ ＶＣ材 料 的力 学 性 能 急 剧 下 降 。就 Ｓ ＤＲ而
研 究 。 结果 表 明 ： ４ Ａ 分 子 筛作 为单 一 添 加 剂 时 ， 只 有 在 添加 量
较 大的情况下才对软 质 Ｐ Ｖ Ｃ有较好 的 阻燃效 果， 但 抑 烟 性 能
不太理想 ； ４ Ａ 分 子 筛 与 Ａ１ （ ０ Ｈ） ３或 Ｍｇ （ ＯＨ） ２组 成 的二 元 复 合 添加 物 对 软 质 Ｐ ＶＣ 具 有 很 好 的 抑 烟 或 阻 燃 效 果 ， 且 二 元 组 分 之 间 存 在 着 协 效 阻燃 或 抑 烟 作 用 ； ４ Ａ 分 子 筛 与 Ａ１ （ ＯＨ） 。 及
氧 指数 （ Ｌ Ｏ Ｉ ） ： 采 用 ＨＣ 一２型 氧 指 数 测试 仪 ， 按 ＧＢ ／
Ｔ ２ ４ ０ ６ ． ２ —２ ０ ０ ９ （ （ 塑 料 用 氧 指 数 法 测 定 燃 烧 行 为 第 ２部
分： 室 温试 验 》 的规 定 进 行 测 试 。 烟密度等级（ Ｓ Ｄ Ｒ） ： 采用 Ｊ Ｃ Ｙ一１型建 材 烟 密 度 测 试
４ Ａ 分 子筛 对 软 质 Ｐ ＶＣ阻燃 抑 烟 作 用
朱 鹏 。刘惠 平 ， 金文 超。 ， 刘章 蕊 ， 李 家骅
（ １ ． 上 海应 用技 术 学院 城 市建设 与安全 工程 学 院 ， 上海 ２ ０ １ ４ １ ８ ；２ ． 上海 电气 电站 工程 公 司 ， 上海 ２ ０ １ １ ９ ９ ）
４ Ａ分子筛在软质 Ｐ Ｖ Ｃ体 系 中 的 阻燃 抑 烟 性 能 及 其 与 其
仪， 按 ＧＢ ／ Ｔ ８ ６ ２ ７ —２ Ｏ ０ ７ （ ＜ 建 筑 材 料 燃 烧 或 分 解 的 烟 密 度 试验方法》 的 规 定进 行 测 试 。
１ ． ４ 热重（ ＴＧ） 分 析
Ｍｇ （ ＯＨ） 组 成 的 三 元 复合 体 系对 软 质 Ｐ Ｖ Ｃ 同时具有很 好 的
摘 要 ： 对 ４ Ａ 分 子 筛 及 其 与 ＡＩ （ ＯＨ） ａ或 （ 和） Ｍｇ（ ＯＨ） ｚ
四氢 呋 喃溶 剂 ， 待 溶剂 完 全蒸 干后 ， 将 试 样 从 模 具 中 取 出， 裁 成 标 准 规 定 尺 寸 的 样 条 备用 。
１ ． ３ 燃 烧 性 能 测 试
组 成 的 复 配体 系作 为软 质 Ｐ Ｖ Ｃ阻燃抑烟添加 剂的性能进行 了
采用 Ｐ ｙ ｒ ｉ ｓ １型 热 重 分 析 仪 ， 在 气体 流速 为 １ ０ ０ ｍＬ
・ ｍｉ ｎ 的氮 气 氛 下 对 样 品进 行 ＴＧ分 析 ， 加热温度为 ４ ０
～
７ １ Ｏ℃ ， 升温速率为 １ ０。 Ｃ／ ｍｉ ｎ 。 采用 Ｓ ｕ ｎ 一５ ０ ０型 万 能 力 学 性 能 测试 仪 ， 进 行 拉 伸 强
加 了其 火 灾 危 险性 。 因此 ， 对 Ｐ ＶＣ（ 特别是软质 Ｐ ＶＣ） 材 料进 行 阻燃 抑 烟 的研 究 是 近年 来 阻燃 研 究 的热 点 。
度 与 断 裂伸 长 率 测 试 。
２ 结果 与讨 论
２ ． １ ４ Ａ分 子 筛 的阻 燃 抑 烟 性 能 首先考察 ４ Ａ分子筛单独作为软质 Ｐ Ｖ Ｃ阻 燃 抑 烟 添
加剂的性能 ， 测 试 结 果 如 表 １所 示 。从 表 １可 以看 出 ， 就 Ｌ ＯＩ 而言 ， 当４ Ａ 分 子 筛 的添 加 质 量 分 数低 于 １ ０ 时， 与 空白Ｐ ＶＣ试 样 相 差 无 几 ， 即 几乎 没 有 阻 燃 效 果 。继 续 提 高添加量至 ２ Ｏ 以上 ， Ｌ ＯＩ 有 较 明显 的提 升 ， 阻 燃 效 果 开 始 显 现 。 当添 加 量 达 到 ３ Ｏ 时， Ｌ ＯＩ 为 ３ ５ ， 已属 于 难 燃
１ ． ５ 力 学 性 能 测 试
聚氯 乙烯 （ Ｐ ＶＣ） 价 格便 宜 ， 生产 量 大 ， 广 泛 应 用 于 化
工、 建材 、 轻工、 家电、 包 装 等 领 域 。Ｐ Ｖ Ｃ 一 般 分 为 硬 质 和软 质 两种 ， 硬质 Ｐ Ｖ Ｃ本 身 具 有 自熄 性 ， 而软质 Ｐ ＶＣ阻 燃较 差 ， Ｐ ＶＣ在 燃 烧 时 还 会 产 生 大 量 有 毒 有 害 气 体 ， 增
阻燃 和 抑 烟 性 能 ， 三 者 的 最佳 质 量 比 为 １： １： １ Ｏ ， 按 此 最 佳 配 比， 当总 添加 量 为 ３ ５ 时， 测得相 应 Ｐ ＶＣ材 料 的 氧 指 数 为 ４ １ ，
烟 密度 等 级 （ ｓ Ｄ Ｒ） 为５ ７ ． ６ ４ ， 但 力 学性 能 下 降 。
分 子筛 是 一 种 具 有 独 特 孔 道 结 构 的 无 机 材 料 ， 具 有 优 良的 吸 附 、 催化性 能 ， 热稳 定性 高 ， 其中４ Ａ分 子筛 已
广 泛 应 用 于 石 油 化 学 工 业 。近 年 来 ， 研 究 发现 ４ Ａ 分 子
筛对高聚物具有成 炭阻燃作 用 ， 并 能 与 其 他 阻 燃 剂 产 生 阻 燃 协 同效 应 ， 因 此 受 到 较 多 的 关 注 。但 是 ， 关 于将 ４ Ａ
分子筛用 于 Ｐ ＶＣ 阻 燃 抑 烟 的 研 究 较 少 。 为 此 ， 笔 者 对
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材 料 。但 添 加 量 超 过 ３ Ｏ 后， Ｌ Ｏ Ｉ提 升 幅 度 变 小 ， 含
４ Ｏ 的 ４ Ａ 分 子筛 Ｐ ＶＣ材 料 的 Ｌ０Ｉ 也只有 ３ ６ 。因 此 ， 继 续提高 ４ Ａ分子 筛 的添加量 意义 不大 ， 而 且 过 大 的添 加 量还会导致 Ｐ ＶＣ材 料 的力 学 性 能 急 剧 下 降 。就 Ｓ ＤＲ而
研 究 。 结果 表 明 ： ４ Ａ 分 子 筛作 为单 一 添 加 剂 时 ， 只 有 在 添加 量
较 大的情况下才对软 质 Ｐ Ｖ Ｃ有较好 的 阻燃效 果， 但 抑 烟 性 能
不太理想 ； ４ Ａ 分 子 筛 与 Ａ１ （ ０ Ｈ） ３或 Ｍｇ （ ＯＨ） ２组 成 的二 元 复 合 添加 物 对 软 质 Ｐ ＶＣ 具 有 很 好 的 抑 烟 或 阻 燃 效 果 ， 且 二 元 组 分 之 间 存 在 着 协 效 阻燃 或 抑 烟 作 用 ； ４ Ａ 分 子 筛 与 Ａ１ （ ＯＨ） 。 及
氧 指数 （ Ｌ Ｏ Ｉ ） ： 采 用 ＨＣ 一２型 氧 指 数 测试 仪 ， 按 ＧＢ ／
Ｔ ２ ４ ０ ６ ． ２ —２ ０ ０ ９ （ （ 塑 料 用 氧 指 数 法 测 定 燃 烧 行 为 第 ２部
分： 室 温试 验 》 的规 定 进 行 测 试 。 烟密度等级（ Ｓ Ｄ Ｒ） ： 采用 Ｊ Ｃ Ｙ一１型建 材 烟 密 度 测 试
４ Ａ 分 子筛 对 软 质 Ｐ ＶＣ阻燃 抑 烟 作 用
朱 鹏 。刘惠 平 ， 金文 超。 ， 刘章 蕊 ， 李 家骅
（ １ ． 上 海应 用技 术 学院 城 市建设 与安全 工程 学 院 ， 上海 ２ ０ １ ４ １ ８ ；２ ． 上海 电气 电站 工程 公 司 ， 上海 ２ ０ １ １ ９ ９ ）
４ Ａ分子筛在软质 Ｐ Ｖ Ｃ体 系 中 的 阻燃 抑 烟 性 能 及 其 与 其
仪， 按 ＧＢ ／ Ｔ ８ ６ ２ ７ —２ Ｏ ０ ７ （ ＜ 建 筑 材 料 燃 烧 或 分 解 的 烟 密 度 试验方法》 的 规 定进 行 测 试 。
１ ． ４ 热重（ ＴＧ） 分 析
Ｍｇ （ ＯＨ） 组 成 的 三 元 复合 体 系对 软 质 Ｐ Ｖ Ｃ 同时具有很 好 的
摘 要 ： 对 ４ Ａ 分 子 筛 及 其 与 ＡＩ （ ＯＨ） ａ或 （ 和） Ｍｇ（ ＯＨ） ｚ
四氢 呋 喃溶 剂 ， 待 溶剂 完 全蒸 干后 ， 将 试 样 从 模 具 中 取 出， 裁 成 标 准 规 定 尺 寸 的 样 条 备用 。
１ ． ３ 燃 烧 性 能 测 试
组 成 的 复 配体 系作 为软 质 Ｐ Ｖ Ｃ阻燃抑烟添加 剂的性能进行 了
采用 Ｐ ｙ ｒ ｉ ｓ １型 热 重 分 析 仪 ， 在 气体 流速 为 １ ０ ０ ｍＬ
・ ｍｉ ｎ 的氮 气 氛 下 对 样 品进 行 ＴＧ分 析 ， 加热温度为 ４ ０
～
７ １ Ｏ℃ ， 升温速率为 １ ０。 Ｃ／ ｍｉ ｎ 。 采用 Ｓ ｕ ｎ 一５ ０ ０型 万 能 力 学 性 能 测试 仪 ， 进 行 拉 伸 强
加 了其 火 灾 危 险性 。 因此 ， 对 Ｐ ＶＣ（ 特别是软质 Ｐ ＶＣ） 材 料进 行 阻燃 抑 烟 的研 究 是 近年 来 阻燃 研 究 的热 点 。
度 与 断 裂伸 长 率 测 试 。
２ 结果 与讨 论
２ ． １ ４ Ａ分 子 筛 的阻 燃 抑 烟 性 能 首先考察 ４ Ａ分子筛单独作为软质 Ｐ Ｖ Ｃ阻 燃 抑 烟 添
加剂的性能 ， 测 试 结 果 如 表 １所 示 。从 表 １可 以看 出 ， 就 Ｌ ＯＩ 而言 ， 当４ Ａ 分 子 筛 的添 加 质 量 分 数低 于 １ ０ 时， 与 空白Ｐ ＶＣ试 样 相 差 无 几 ， 即 几乎 没 有 阻 燃 效 果 。继 续 提 高添加量至 ２ Ｏ 以上 ， Ｌ ＯＩ 有 较 明显 的提 升 ， 阻 燃 效 果 开 始 显 现 。 当添 加 量 达 到 ３ Ｏ 时， Ｌ ＯＩ 为 ３ ５ ， 已属 于 难 燃