本文關(guān)鍵詞：無(wú)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?zhǔn)荢i-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(wú)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(hù)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(kuò)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(huì)發(fā)生陰燃現(xiàn)象,要預(yù)防火災(zāi),就必須要切斷其外部的熱源,過(guò)高的溫度和電壓都可能導(dǎo)致陰燃轉(zhuǎn)變?yōu)橛醒嫒紵�。因�?如何讓硅橡膠能適應(yīng)更高的溫度和電壓,實(shí)現(xiàn)阻燃目地,電線(xiàn)電纜等行業(yè)正積極地探索以備市場(chǎng)廣泛的應(yīng)用。研究?jī)?nèi)容和主要結(jié)果如下:(1)研究了氫氧化鋁(ATH)/硼酸鋅(ZB)復(fù)配阻燃劑對(duì)硅橡膠(SR)力學(xué)性能和阻燃性能的影響,并進(jìn)行了錐形量熱、熱失重(TG)分析和SEM照片分析。結(jié)果表明,當(dāng)ATH、ZB獨(dú)立使用時(shí),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(xué)性能降低。當(dāng)20份ATH與10份ZB同時(shí)使用時(shí),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(cè)試達(dá)到V-1級(jí);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(xiàn)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(fù)配阻燃的硅橡膠燃燒后形成一種較為致密的堅(jiān)硬保護(hù)層結(jié)構(gòu),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(fù)配阻燃劑對(duì)硅橡膠(SR)力學(xué)性能和阻燃性能的影響,并進(jìn)行了錐形量熱、熱失重(TG)分析以探討APP/ATH復(fù)配阻燃劑對(duì)硅橡膠的阻燃機(jī)理。結(jié)果表明:當(dāng)APP、ATH獨(dú)立使用時(shí),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(dāng)APP、ATH同時(shí)使用時(shí),樣品的LOI比單獨(dú)使用ATH或者APP的均要小,而且在垂直燃燒測(cè)試和錐形量熱測(cè)試中阻燃性能下降;在氮?dú)飧邷貤l件下,無(wú)論是何種阻燃劑加入硅橡膠后,其熱降解過(guò)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(dú)使用APP時(shí),硅橡膠灰燼表面結(jié)構(gòu)連續(xù)而完整,而APP與ATH復(fù)配后,在高溫下發(fā)生反應(yīng)致其灰燼表明呈顆粒狀,容易坍塌脫落,導(dǎo)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(fù)配膨脹阻燃劑對(duì)硅橡膠(SR)力學(xué)性能和阻燃性能的影響,并進(jìn)行了錐形量熱、熱失重(TG)分析和SEM照片分析。結(jié)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(cè)試中,出現(xiàn)離火自熄現(xiàn)象,且達(dá)到美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)UL94 V-0級(jí)別。在30份APP的基礎(chǔ)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(cè)試依然保持V-0級(jí)別,而硅橡膠的的力學(xué)性惡化程度越嚴(yán)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(gè)階段:第一個(gè)階段,溫度為320~380oC,對(duì)應(yīng)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(duì)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(guò)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(shuō)明APP/MEL對(duì)硅橡膠的氣相阻燃效果明顯。
【關(guān)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(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：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(jié)構(gòu)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(jī)理16-20
• 1.3.1 硅橡膠熱降解研究進(jìn)展16-18
• 1.3.2 硅橡膠的燃燒特點(diǎn)18-19
• 1.3.3 阻燃機(jī)理19-20
• 1.3.4 阻燃思路20
• 1.4 常用的無(wú)機(jī)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(shù)24-27
• 1.5.1 催化阻燃技術(shù)24-26
• 1.5.2 微膠囊阻燃技術(shù)26
• 1.5.3 納米技術(shù)26-27
• 1.5.4 陶瓷化阻燃技術(shù)27
• 1.5.5 膨脹阻燃技術(shù)27
• 1.6 本課題的意義、主要內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)27-30
• 1.6.1 本課題的意義27-28
• 1.6.2 本課題的研究?jī)?nèi)容28
• 1.6.3 本課題的創(chuàng)新之處28-30
• 第二章 ATH/ZB復(fù)配阻燃硅橡膠的研究30-47
• 2.1 引言30
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分30-32
• 2.2.1 主要原材料30-31
• 2.2.2 儀器與設(shè)備31
• 2.2.3 試樣制備31
• 2.2.4 分析與測(cè)試31-32
• 2.3 結(jié)果與討論32-45
• 2.3.1 硫化劑用量對(duì)硅橡膠力學(xué)性能的影響32
• 2.3.2 SR/ATH/ZB復(fù)合材料的力學(xué)性能32-36
• 2.3.3 SR/ATH/ZB復(fù)合材料的阻燃性能36-38
• 2.3.4 SR/ATH/ZB復(fù)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(fù)合材料錐形量熱儀測(cè)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(jié)45-47
• 第三章 APP/ATH復(fù)配阻燃硅橡膠的研究47-65
• 3.1 引言47
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分47-49
• 3.2.1 主要原材料47-48
• 3.2.2 儀器與設(shè)備48
• 3.2.3 試樣制備48
• 3.2.4 分析與測(cè)試48-49
• 3.3 結(jié)果與討論49-63
• 3.3.1 SR/APP/ATH復(fù)合材料的力學(xué)性能49-52
• 3.3.2 SR/APP/ATH復(fù)合材料的阻燃性能52-55
• 3.3.3 SR/APP/ATH復(fù)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(fù)合材料錐形量熱測(cè)試59-62
• 3.3.5 SR/APP/ATH復(fù)合材料的阻燃機(jī)理62-63
• 3.4 本章小結(jié)63-65
• 第四章 APP/MEL復(fù)配阻燃硅橡膠的研究65-78
• 4.1 引言65
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分65-67
• 4.2.1 主要原材料65
• 4.2.2 儀器與設(shè)備65-66
• 4.2.3 試樣制備66
• 4.2.4 分析與測(cè)試66-67
• 4.3 結(jié)果與討論67-76
• 4.3.1 SR/APP/MEL復(fù)合材料的力學(xué)性能67-69
• 4.3.2 SR/APP/MEL復(fù)合材料的阻燃性能69-70
• 4.3.3 SR/APP/MEL復(fù)合材料的熱重分析70-72
• 4.3.4 SR/APP/MEL復(fù)合材料錐形量熱儀測(cè)試72-74
• 4.3.5 掃描電鏡分析74-75
• 4.3.6 APP/MEL阻燃機(jī)理75-76
• 4.4 本章小結(jié)76-78
• 結(jié)論78-80
• 參考文獻(xiàn)80-87
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果87-88
• 致謝88-89
• 附件89

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

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  本文關(guān)鍵詞：無(wú)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(hào)：403698