本文關鍵詞：無鹵阻燃硅橡膠的制備與性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：硅橡膠分子主鏈是Si-O鍵,具有很高的熱穩(wěn)定性,而且易燃性低,釋放熱量少、火焰蔓延速度低、無滴落現(xiàn)象及有毒氣體釋放,燃燒后其基體生成陶瓷化的碳硅保護層可阻隔熱能的傳播和氧氣的交換,從而內(nèi)部基體不易擴散到外面接觸氧氣和燃燒中產(chǎn)生的熱量,起到良好的消防作用。由于其阻燃和耐高低溫方面的特殊性能,硅橡膠作為新型的電纜材料取代了傳統(tǒng)的云母、含鹵電纜料。但是硅橡膠會發(fā)生陰燃現(xiàn)象,要預防火災,就必須要切斷其外部的熱源,過高的溫度和電壓都可能導致陰燃轉(zhuǎn)變?yōu)橛醒嫒紵�。因�?如何讓硅橡膠能適應更高的溫度和電壓,實現(xiàn)阻燃目地,電線電纜等行業(yè)正積極地探索以備市場廣泛的應用。研究內(nèi)容和主要結果如下:(1)研究了氫氧化鋁(ATH)/硼酸鋅(ZB)復配阻燃劑對硅橡膠(SR)力學性能和阻燃性能的影響,并進行了錐形量熱、熱失重(TG)分析和SEM照片分析。結果表明,當ATH、ZB獨立使用時,隨著ATH或者ZB用量的增加,硅橡膠的氧指數(shù)值(LOI)提高,力學性能降低。當20份ATH與10份ZB同時使用時,能發(fā)揮較好的協(xié)同阻燃作用,硅橡膠的LOI升到35.5%,UL-94測試達到V-1級;而且在錐形量熱分析中,其可以降低硅橡膠熱釋放速率,減少其總釋放熱量,提高硅橡膠的阻燃性能;TG曲線表明,在空氣條件下SR/ATH/ZB體系在降解的前期階段具有較高的熱氧穩(wěn)定性;SEM照片顯示ATH和ZB復配阻燃的硅橡膠燃燒后形成一種較為致密的堅硬保護層結構,阻隔熱量、延緩火焰蔓延,提高了硅橡膠的阻燃性。(2)研究了聚磷酸銨(APP)/氫氧化鋁(ATH)復配阻燃劑對硅橡膠(SR)力學性能和阻燃性能的影響,并進行了錐形量熱、熱失重(TG)分析以探討APP/ATH復配阻燃劑對硅橡膠的阻燃機理。結果表明:當APP、ATH獨立使用時,隨著APP或者ATH加入量增多,硅橡膠的LOI逐漸增高,但物理性能降低;當APP、ATH同時使用時,樣品的LOI比單獨使用ATH或者APP的均要小,而且在垂直燃燒測試和錐形量熱測試中阻燃性能下降;在氮氣高溫條件下,無論是何種阻燃劑加入硅橡膠后,其熱降解過程均提前許多;在空氣條件下,APP/ATH填充硅橡膠后,其熱穩(wěn)定性被惡化;從硅橡膠燃燒灰燼照片看到,單獨使用APP時,硅橡膠灰燼表面結構連續(xù)而完整,而APP與ATH復配后,在高溫下發(fā)生反應致其灰燼表明呈顆粒狀,容易坍塌脫落,導致硅橡膠的阻燃性能下降。(3)研究了聚磷酸銨(APP)/三聚氰胺(MEL)復配膨脹阻燃劑對硅橡膠(SR)力學性能和阻燃性能的影響,并進行了錐形量熱、熱失重(TG)分析和SEM照片分析。結果顯示:添加30份APP使硅橡膠的LOI值上升到31.3%,并且垂直燃燒測試中,出現(xiàn)離火自熄現(xiàn)象,且達到美國標準UL94 V-0級別。在30份APP的基礎上加入0~10份MEL,隨著MEL份數(shù)的遞增,硅橡膠的LOI緩慢的增加但增幅不大,垂直燃燒測試依然保持V-0級別,而硅橡膠的的力學性惡化程度越嚴重。錐形量熱分析顯示,APP/MEL增大了硅橡膠的燃燒性。TG分析顯示,加入APP/MEL膨脹阻燃劑的硅橡膠,其熱降解分為兩個階段:第一個階段,溫度為320~380oC,對應APP和MEL的氣相阻燃作用,MEL有利于APP的氣相阻燃;在380~540oC的第二階段,MEL不利于APP對硅橡膠的成炭作用,使得其熱穩(wěn)定性減小�？傮w而言,APP/MEL改變了硅橡膠的降解模式,使得其熱降解過程大幅度地提前,明顯地降低了它的熱穩(wěn)定性。SEM照片顯示MEL配合APP加入硅橡膠中,樣品燃燒后的灰燼表面呈現(xiàn)大小不一的氣孔,說明APP/MEL對硅橡膠的氣相阻燃效果明顯。
【關鍵詞】：硅橡膠 阻燃性能 氫氧化鋁 硼酸鋅 聚磷酸銨 三聚氰胺
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TQ333.93
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第一章 緒論12-30
• 1.1 硅橡膠概述12-13
• 1.1.1 硅橡膠的結構12-13
• 1.1.2 熱硫化硅橡膠的基本性質(zhì)13
• 1.2 高溫硫化阻燃硅橡膠13-16
• 1.2.1 高溫硫化阻燃硅橡膠的組成部分14-15
• 1.2.2 高溫硫化阻燃硅橡膠的制備工藝15-16
• 1.3 硅橡膠的熱降解、阻燃機理16-20
• 1.3.1 硅橡膠熱降解研究進展16-18
• 1.3.2 硅橡膠的燃燒特點18-19
• 1.3.3 阻燃機理19-20
• 1.3.4 阻燃思路20
• 1.4 常用的無機阻燃劑20-24
• 1.4.1 聚磷酸銨（APP）20-22
• 1.4.2 氫氧化鋁、氫氧化鎂22-23
• 1.4.3 硼酸鋅23-24
• 1.5 硅橡膠阻燃技術24-27
• 1.5.1 催化阻燃技術24-26
• 1.5.2 微膠囊阻燃技術26
• 1.5.3 納米技術26-27
• 1.5.4 陶瓷化阻燃技術27
• 1.5.5 膨脹阻燃技術27
• 1.6 本課題的意義、主要內(nèi)容及創(chuàng)新點27-30
• 1.6.1 本課題的意義27-28
• 1.6.2 本課題的研究內(nèi)容28
• 1.6.3 本課題的創(chuàng)新之處28-30
• 第二章 ATH/ZB復配阻燃硅橡膠的研究30-47
• 2.1 引言30
• 2.2 實驗部分30-32
• 2.2.1 主要原材料30-31
• 2.2.2 儀器與設備31
• 2.2.3 試樣制備31
• 2.2.4 分析與測試31-32
• 2.3 結果與討論32-45
• 2.3.1 硫化劑用量對硅橡膠力學性能的影響32
• 2.3.2 SR/ATH/ZB復合材料的力學性能32-36
• 2.3.3 SR/ATH/ZB復合材料的阻燃性能36-38
• 2.3.4 SR/ATH/ZB復合材料的熱穩(wěn)定性和熱氧穩(wěn)定性38-41
• 2.3.5 SR/ATH/ZB復合材料錐形量熱儀測試41-44
• 2.3.6 阻燃硅橡膠燃燒灰燼的SEM照片44-45
• 2.4 本章小結45-47
• 第三章 APP/ATH復配阻燃硅橡膠的研究47-65
• 3.1 引言47
• 3.2 實驗部分47-49
• 3.2.1 主要原材料47-48
• 3.2.2 儀器與設備48
• 3.2.3 試樣制備48
• 3.2.4 分析與測試48-49
• 3.3 結果與討論49-63
• 3.3.1 SR/APP/ATH復合材料的力學性能49-52
• 3.3.2 SR/APP/ATH復合材料的阻燃性能52-55
• 3.3.3 SR/APP/ATH復合材料的熱穩(wěn)定性和熱氧氣穩(wěn)定性55-59
• 3.3.4 SR/APP/ATH復合材料錐形量熱測試59-62
• 3.3.5 SR/APP/ATH復合材料的阻燃機理62-63
• 3.4 本章小結63-65
• 第四章 APP/MEL復配阻燃硅橡膠的研究65-78
• 4.1 引言65
• 4.2 實驗部分65-67
• 4.2.1 主要原材料65
• 4.2.2 儀器與設備65-66
• 4.2.3 試樣制備66
• 4.2.4 分析與測試66-67
• 4.3 結果與討論67-76
• 4.3.1 SR/APP/MEL復合材料的力學性能67-69
• 4.3.2 SR/APP/MEL復合材料的阻燃性能69-70
• 4.3.3 SR/APP/MEL復合材料的熱重分析70-72
• 4.3.4 SR/APP/MEL復合材料錐形量熱儀測試72-74
• 4.3.5 掃描電鏡分析74-75
• 4.3.6 APP/MEL阻燃機理75-76
• 4.4 本章小結76-78
• 結論78-80
• 參考文獻80-87
• 攻讀碩士學位期間取得的研究成果87-88
• 致謝88-89
• 附件89

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 杜春毅;王正洲;;硅橡膠膨脹型阻燃和熱分解特性分析[J];高分子材料科學與工程;2008年05期

2 鄭俊萍,蘇正濤,蔡寶連;過渡金屬氧化物對硅橡膠耐熱性的影響[J];合成橡膠工業(yè);1997年05期

3 何穎,李春忠,干路平,叢德滋,胡彥杰;納米二氧化硅補強硅橡膠的結構及性能[J];華東理工大學學報(自然科學版);2005年04期

4 王鶴;竺珠;趙樹高;史新妍;;氫氧化鋁和硼酸鋅對乙烯-乙酸乙烯酯橡膠/丁腈橡膠共混膠阻燃性能的影響[J];合成橡膠工業(yè);2012年05期

5 劉繼紅;王建華;;三聚氰胺系阻燃劑在尼龍中的應用[J];塑料助劑;2005年06期

6 崔健;聚磷酸銨阻燃劑技術進展及應用[J];現(xiàn)代塑料加工應用;2000年02期

7 王明清;橡膠的阻燃技術進展[J];橡膠工業(yè);2004年05期

8 亢慶衛(wèi),羅權q;以三氧化二銻為協(xié)效劑的復合阻燃劑對MVQ硫化膠阻燃性能的影響[J];橡膠工業(yè);2004年11期

9 郭建華;羅昆;曾幸榮;;氫氧化鋁填充型阻燃硅橡膠的性能研究[J];橡膠工業(yè);2007年08期

10 張旭文;姜宏偉;;耐高溫無鹵阻燃硅橡膠的研究[J];橡膠工業(yè);2010年05期

  本文關鍵詞：無鹵阻燃硅橡膠的制備與性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：403698