阻燃剂对聚氯乙烯燃烧产烟影响的实验研究

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1、2010年2月武警学院学报Feb．2010第26卷第2期JOURNALOFCHINESEPEOPLE’SARMEDPOLICEFORCEACADEMYVo1．26No．2阻燃剂对聚氯乙烯燃烧产烟影响的实验研究●杨守生，卢林刚(武警学院a．消防工程系；b．科研部，河北廊坊065000)摘要：利用烟密度仪、锥形量热仪研究了阻燃剂对聚氯乙烯燃烧产烟的影响。结果表明，三氧化二锑、三聚氰胺等四种阻燃剂使PVC热解燃烧的产烟量大幅度增加，促进PVC热解燃烧失重；红磷、氢氧化镁等四种阻燃剂对PVC热解燃烧的产烟量及燃烧失重影响较小；硼酸锌使PVC热释放速率峰值降

2、低、质量损失速率减小，热释放速率峰值出现的时间推迟。随着氢氧化镁、十溴二苯乙烷在PVC中含量的增加，其燃烧产烟量减少。氢氧化镁的量对PVC燃烧失重速率和失重量影响明显。三氧化二锑和氢氧化镁混合、十溴二苯乙烷和聚磷酸铵混合阻燃对PVC热解燃烧的产烟影响较小，而三氧化二锑与硼酸锌混合阻燃剂对PVC的燃烧影响显著。关键词：聚氯乙烯；烟密度仪；热释放速率中图分类号：D631．6文献标识码：A文章编号：1008—2077(2010)02—0009—06全，破坏着人们赖以生存的绿色环境，从而限制了0引言PVC的应用和进一步发展，引起了世界各国科学家、聚氯乙烯(

3、PVC)笼统指的是具有重复单元——PVC生产商和用户的高度重视。因此，聚氯乙烯的CH：CHCl——的氯乙烯均聚物和具有少量其他共聚抑烟和阻燃是阻燃科学领域中人们一直关注的重点单体(如乙酸乙烯酯、偏氯乙烯等)的共聚物⋯，是重和难点课题，国内外许多专家和学者们对聚氯乙烯要的合成树脂，是世界五大通用塑料之一。聚氯乙的抑烟和阻燃进行了大量的理论和应用研究，并有烯(PVC)具有阻燃、耐候、防腐、抗水及化学品腐蚀大量的文献报道。但针对各种类型阻燃剂对PVC燃性、较好的综合力学性能和电绝缘性能的优点，缺点烧过程产烟影响却未见系统的研究报道。本文利用是热稳定性和抗

4、冲性能差。纯粹聚氯乙烯树脂无实烟密度仪、锥形量热仪研究了阻燃剂对聚氯乙烯燃用意义，实际聚氯乙烯塑料性能取决于包括聚氯乙烧产烟的影响。烯树脂和各种助剂之配混物的组成。当聚氯乙烯树1实验部分脂与配合剂合理地混配后，与其他通用塑料相比，其很易于加工，无需昂贵添加剂就可以加工成为具有1．1实验材料及仪器设备相当大强度和硬度的硬质制品，与增塑剂配混加工药品：硼酸锌、三氧化二锑、氢氧化铝、氢氧化成很柔软的制品，制品的性能和应用领域极为广镁、十溴二苯乙烷、聚磷酸铵、三聚氰胺、红磷、环己泛。酮，以上均为分析纯。PVC粉末，北京化二股份有限加入增塑剂、稳定剂等添加剂

5、的聚氯乙烯在火公司。m型锥形量热仪，英国FTT公司；YM一3型灾中不仅产生一定的热量，同时也产生大量的黑烟烟密度测试仪，南京上元分析仪器有限公司；自制试和腐蚀性气体严重地危害着人们的生命和财产安样燃烧失重装置。收稿日期：2009一l1—05作者简介：杨守生(1966一)，男，重庆市人，教授，硕士，主要从事消防燃烧基础理论及消防材料的教学与科研工作；卢林刚(1974一)，男，陕两扶风人，副教授，博士。·9·杨守生，等：阻燃剂对聚氯乙烯燃烧产烟影响的实验研究淋毒■嚣}堂《时同(b)(b)图3单一组分阻燃剂对PVC燃烧失重的影响图4阻燃剂含量对PVC燃烧

6、产烟影响分析剂含量对PVC热解燃烧产烟及失重的影响，结果如图4、5所示。随着氢氧化镁、十溴二苯乙烷量的增加，热解燃烧产烟量均比5％阻燃的PVC少。随着氢氧化镁含量的增加，PVC热解燃烧失重速率降低，失重量减少；其中15％氢氧化镁阻燃的聚氯乙烯热解燃烧测得的烟对光吸收率最大值与空白样一样，都是1％，而烟对光吸收率平均值是0．42％，则比空白样的0．77％小。15％氢氧化镁的聚氯乙烯热解燃烧后质量为13．5g，是空白样热解残留物质量14．7g的91．84％。十溴二苯乙烷含量对PVC热解燃烧烟产量及热失重影响显著。10％十溴二苯乙烷烟对光的吸收率最大值均

7、为2％，烟对光吸收率平均值为1．35％，热解燃烧后质量为14．4g，是空白样热解残留物质量14．7g的97．96％。而十溴二苯乙烷含量低于5％和高于15％时PVC的热解燃烧失重率相对于10％时要高，产烟量相对于l0％要大。(b)根据传统的阻燃剂协同体系卤／磷系、卤／锑系、图5阻燃剂含量对PVC燃烧失重的影响磷／氮系和金属氧化物与其他金属化合物能够协同8％，烟对光吸收率平均值分别为2．06％、4．83％，比阻燃的理论依据J，将十溴二苯乙烷和聚磷酸铵、十在同样混合比例下单一组分阻燃剂三氧化二锑、氢溴二苯乙烷和三氧化二锑、聚磷酸铵和三聚氰胺、三氧化镁、十

8、溴二苯乙烷、聚磷酸铵对PVC热解燃烧产氧化二锑和氢氧化镁、三氧化二锑和氢氧化铝按1：烟量影响小；三氧化二锑和氢氧化镁混合对