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1、第17卷第6期高分子材料科学与工程Vol.17,No.62001年11月POLYMERMATERIALSSCIENCEANDENGINEERINGNov.2001XC-辐射制备阻燃HDPE电缆材料的动态燃烧研究112113贾少晋,张志成,王正洲,张广祥,徐相凌,谢荣才(1中国科学技术大学应用化学系;2中国科学技术大学火灾国家重点实验室;3中国科学技术大学结构分析中心,安徽合肥230026)摘要:用锥型量热计研究了阻燃HDPE电缆绝缘材料的动态燃烧特性,它们是以HDPE为基体,通过加入低卤阻燃剂,并经C-辐照制备而成的。阻燃HDPE交联后可明显降低燃烧过程
2、中CO的浓度,提高了氧指数,而且点火时间明显推迟。关键词:聚乙烯;交联;动态燃烧;辐照;锥型量热器;阻燃中图分类号:O631.3+4文献标识码:A文章编号:1000-7555(2001)06-0126-03辐照交联聚烯烃电线电缆是近20年发展m;SEM,Hitachi扫描电镜(25kV)。[1,2]起来的一种高新技术。通常需加入卤素类阻1.3实验方法[3,4]燃剂使绝缘材料阻燃。C-辐照可使PE发生(1)将HDPE与低卤阻燃剂在开炼机上共[5]交联,减少燃烧时可燃性熔体的滴落。本文的混,并在每100份树脂中加入0.5份抗氧剂,2工作主要用锥型量热计研究了
3、低卤阻燃HDPE份交联敏化剂。温度为150℃。后在平板硫化在C-辐照前后的动态燃烧特性变化。锥型量热机上压制成片,厚度为3mm,并分别制成10计可同时测量热释放速率、有效燃烧热、着火时mm×10mm的平板和标准哑铃形。间、烟密度、CO和CO2的浓度。它比氧指数、烟(2)将样品送入Co-60源进行辐照。[6]箱等方法更能反映材料燃烧的真实过程。(3)材料实验机上进行力学性能测试,所采用标准为GB2951.18-52。1实验部分(4)进行热老化测试,于158℃的热老化试1.1实验原料验箱中老化7d,后以GB2951.7-82标准进行高密度聚乙烯(HDPE):
4、熔融指数为2.30,测试。密度为0.98,兰州化学工业公司出品;抗氧剂:(5)将待测样品进行氧指数测试。天津力生化工厂产品;阻燃剂:江苏启东化工厂(6)将制得10mm×10mm平板用锥型量产品。热器进行动态燃烧研究。1.2实验设备(7)将待测样品进行SEM测试。Co-60为中国科学技术大学6万居里钴源;双辊开炼机、平板硫化机:南京橡塑机械厂2结果与讨论产品;日本DSC-500岛津材料试验机;氧指数2.1阻燃电缆材料电性能,力学性能与剂量的仪:江宁县分析仪器厂产品;自然通风热老化试关系验箱:南通宏大实验仪器有限公司产品;超高电电缆材料所用的高分子材料一般都
5、是可燃阻测试仪:上海分析仪器厂产品;Stanton:英国的,氧指数都在20以下。但阻燃剂加入后,不仅Scroft公司锥型量热计,辐射热通量为35kW/破坏材料的力学性能,而且对电性能、加工性能X收稿日期:2000-01-07基金项目:国家自然环境基金资助课题(298040010)作者简介:贾少晋(1968-),男,博士生.联系人:张志成.第6期贾少晋等:C-辐射制备阻燃HDPE电缆材料的动态燃烧研究127都有不利的影响。通过对阻燃体系的筛选,我们份左右低卤阻燃剂,即可达到材料的使用要求。以正交设计的原理,通过21轮配方,选择出合为便于比较,Tab.1中列
6、有HDPE及阻燃适的阻燃HDPE体系,每100份树脂中加入30HDPE的性能。Tab.1MechanicalpropertiesandotherpropertiesofHDPETestsubjectsHDPEFR-HDPE*FR-HDPE1Volumeresistivity×10-15(8õcm)7.06.84.92Tensilestrength(MPa)22.719.220.53Elongationatbreak(%)3102802504Oxygenindex18.52630.55Hotagingafter7d(158℃)changingoftensi
7、lestrength(%)Failed-10.2-8.1Hotagingafter7d(158℃)changingofelong.atbreak(%)Failed-13.1-10.5FR:flameretardant;*:irradiatedby150kGy.Tab.2ThedynamicflammabilityparametersofHDPE/FRresinsTTIAverageEHCMaximumEHCMaximumCOAverageCOMaximumCO2AverageCO2(s)(MJ/kg)(MJ/kg)(kg/kg)(kg/kg)(kg/kg
8、)(kg/kg)FR-HDPE15419.03641.8090.1480.120
