針對(duì)聚苯乙烯易燃、易產(chǎn)生有毒氣體的問(wèn)題,以硫氧鎂水泥、聚苯乙烯顆粒制作硫氧鎂水泥/聚苯乙烯復(fù)合材料,通過(guò)氧指數(shù)（LOI）測(cè)試試驗(yàn)、UL-94垂直燃燒試驗(yàn)、煙密度測(cè)試試驗(yàn)、熱重分析（TGA）等試驗(yàn)方法,研究不同配比的輕燒氧化鎂和七水硫酸鎂對(duì)聚苯乙烯顆粒燃燒性能的影響。結(jié)果表明:保持硫酸鎂含量不變,聚苯乙烯復(fù)合材料失重幅度隨輕燒氫氧化鎂含量增加而降低,失重速率隨輕燒氫氧化鎂增加而減小;最大質(zhì)量損失率隨輕燒氫氧化鎂增加而降低,700℃時(shí)殘?zhí)柯孰S輕燒氫氧化鎂含量增加而增大,最大殘?zhí)柯士蛇_(dá)80.73%。硫氧鎂水泥包覆的聚苯乙烯顆粒LOI最高可達(dá)37.2%,且輕燒氧化鎂含量不變,LOI隨硫酸鎂含量增加而增大;硫酸鎂含量不變,LOI隨輕燒氧化鎂含量增加而增大;硫氧鎂水泥包覆聚苯乙烯顆粒的UL-94等級(jí)均能達(dá)到V-0級(jí)別,相比純聚苯乙烯顆粒煙密度降低約30倍。硫氧鎂水泥對(duì)聚苯乙烯的阻燃性能和抑煙效果有顯著的提高作用。 

【文章來(lái)源】：中國(guó)安全科學(xué)學(xué)報(bào). 2020,30(06)北大核心CSCD

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【部分圖文】：

純聚苯乙烯與復(fù)合材料垂直燃燒照片

純聚苯乙烯遇火迅速受熱分解直接燃燒，產(chǎn)生大量煙氣，在大約65 s時(shí)煙密度達(dá)到最高值65%左右，隨時(shí)間的推移煙氣逐漸擴(kuò)散稀釋，導(dǎo)致煙密度緩慢下降[11]。不同配比硫氧鎂水泥/聚苯乙烯顆粒復(fù)合材料煙密度變化如圖2所示。受處理的聚苯乙烯煙密度曲線變化較平穩(wěn)，煙密度指數(shù)小，其最大值比未改性之前最大可降低約30倍。隨氧化鎂與七水硫酸鎂質(zhì)量比增加，煙密度呈現(xiàn)逐漸下降趨勢(shì)。前30 s內(nèi)煙密度增長(zhǎng)趨勢(shì)最快達(dá)到旺盛期，說(shuō)明材料在燃燒條件下受熱分解。30 s之后待火勢(shì)穩(wěn)定，煙密度增長(zhǎng)趨勢(shì)減弱屬于衰退期，材料基本穩(wěn)定受熱分解均勻產(chǎn)生煙氣。對(duì)比圖2中PS1—PS3和PS4—PS6這2組曲線，可以看出，PS4—PS6這組煙密度曲線的增長(zhǎng)速率更加平穩(wěn)且煙密度較小，說(shuō)明保持硫酸鎂含量不變，隨著氧化鎂含量增加，阻燃和抑煙效果更佳，但就硫氧鎂水泥穩(wěn)定性而言需要控制氧化鎂和硫酸鎂質(zhì)量配比。對(duì)比PS1和PS4、PS2和PS5、PS3和PS6等3組曲線，表明硫氧鎂水泥能對(duì)聚苯乙烯煙氣產(chǎn)生起到顯著的抑制效果。

圖3為不同硫氧鎂水泥/聚苯乙烯復(fù)合材料充分燃燒后的宏觀光學(xué)照片，圖4為硫氧鎂水泥/聚苯乙烯復(fù)合材料充分燃燒后的微觀表征。通過(guò)圖3的宏觀照片和圖4微觀表征可以看出，硫氧鎂水泥/聚苯乙烯復(fù)合材料燃燒殘余物呈現(xiàn)類似于蜂窩狀結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)能有效提高炭層厚度且支撐起炭渣的膨脹結(jié)構(gòu)，具有較好阻熱隔熱作用和類似膨脹阻燃層作用;這種結(jié)構(gòu)還有一定力學(xué)性能，可保護(hù)高溫燃燒下炭渣結(jié)構(gòu)，避免或減少物理結(jié)構(gòu)破壞;且這種結(jié)構(gòu)有一定吸附能力，在燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的煙氣和固體小顆粒被這種結(jié)構(gòu)吸附，從而降低了煙氣和固體小顆粒的外部排放[12]。2.4 硫氧鎂水泥對(duì)聚苯乙烯熱失重影響

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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