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1、第20卷第1期高分子材料科学与工程VOl.209NO.12004年1月P0LYMERMATERIALSSCIENCEANDENINEERINJan.20049及其阻燃体系I值随温度变化的规律韩颂青9钱立军9杜建新9李斌9王建祺(北京理工大学化工与材料学院国家阻燃材料研究实验室9北京100081D摘要;研究了PVC及其阻燃体系的LO1值随温度变化的规律9并从热分解动力学及热释放角度分析了影响这种规律的原因,实验结果发现虽然PVC+Cu体系的常温氧指数明显高于PVC+MO0体系9203但在高温下后者的LO1值反而超出前者,
2、这表明在实际火灾发生时9MO0的阻燃作用可能要优于3Cu20,关键词;聚氯乙烯;氧指数;温度指数;动力学中图分类号;TO325.3文献标识码;A文章编号;1000-7555(2004D01-0168-03常温极限氧指数(LO1D试验方法[1]是迄今Tab.1Formulationoftestspecimen在阻燃界研究和开发当中使用得最为广泛的手SampleFOrmulatiOnPVCPristine段,随着研究的深入9人们逐渐发现绝大多数有PVC+Cu20PVC+Cu20(5phrD机聚合物材料的LO1值随温度升高表
3、现出不PVC+MO03PVC+MO03(5phrD同程度的下降趋势9由此产生的影晌不容忽1.3试样加工视[1~7],20世纪70年代中期ROutley提出了高按配方称量后加2phr的热稳定剂(Ther-温氧指数的试验方法9并首次定义了温度指数mOlite108D和1.5phr的丙烯酸类加工助剂9在[5]T1的概念9T1系指当被测试材料的LO1下双辊混炼机上于160混炼10min9然后在平降到21%或20.8%(即正常大气中的氧浓度D板硫化机上于10MPa~170压制5min制成时的环境温度9即在LO1~温度曲线上9LO
4、13mm厚样片9备用,为21%或20.8%时相对应的温度,迄今国内外1.4氧指数测试文献尚未见到这方面的系统研究,本室近年来按IS04589标准在升温氧指数测试仪(英应用高温氧指数实验方法对不同聚合物体系的国PL公司的FTAII和HFTAIID上进行测试,LO1随温度变化规律进行了系统的研究,本文对PVC及其含有过渡金属氧化物的阻燃抑烟2结果与讨论体系进行了研究,2.1高温氧指数测试结果与讨论将各体系在不同温度所测的LO1对温度T1实验部分T作图9得到Fig.1,1.1主要原材料为了便于平行比较9本文采用了参数o9TP
5、VC;粉料9工业级9辽宁锦西化工厂出品;它表示物质在温度T的LO1值占常温氧指数TCu20;分析纯9北京中联化学试剂厂制备;的百分数[8]对T作图得到Fig.2,由,以!TMO03;分析纯9天津化工试剂四厂制备,Fig.2可见9100以前PVC"过渡金属氧化物1.2样品配方的阻燃抑烟体系的LO1值下降趋势比纯PVC快,这表明整个聚合物体系的热稳定性下降9从9收稿日期;2002-01-10;修订日期;2002-05-28作者简介;韩颂青(1968#D9女9博士.联系人;王建祺.第l期韩颂青等,PVC及其阻燃体系LOI值随
6、温度变化的规律l69而使得其阻燃性能受温度的影响程度也略大于升,聚合物体系保持阻燃性能的能力O它们也可纯PVC,与热量分析结果致9以视为(氧指数的)温度指数OPVC体系的OO值得注意的T是PVC+MOO3体系LOI值的下降趋势慢于及TlO%数值见Tab.2OPVC+Cu2O体系,lOOC以后这种趋势更加明Tab.2aTandT10%ofPVcsystems显O常温下PVC+Cu2O体系的氧指数明显高SamplePVCPVC+MOO3PVC+Cu2O于PVC+MOO体系,但在高温下(T>l5OTlO%(C)l282OOl
7、243OlOO(%)94.895.394.3C),后者的LOI值反而超过前者O这是一个很Ol5O(%)86.89O.885.2有意义的结果,表明在较高温度下MOO3的实Ol8O(%)8l.69O.O82.5际阻燃作用有可能优于Cu这点在实际应2OO由上述体系的O及T数值不难看出TlO%用中值得引起注意OPVC+MOO3体系阻燃性能~抵抗高温的能力均优于PVC+Cu体系O2O2.2TG动力学测试结果与讨论PVC由于含有强度较差的C-Cl键(键能为338k]/mOl),因而其热稳定性较低O且热分解温度大大低于PE等常用聚合
8、物O热重分析(TG)结果表明,PVC在2OOC右右开始热分解脱HCl,灵敏度更高的X射线光电子能谱(XPS)结果表明,PVC脱HCl的过程在低于lO,lllOOC时就已经开始O因而在我们测量范围内,环境温度对PVC及其阻燃体系热分解有i.1LOI~TcurveofPVcsystem>,PVC;A,PVC+MOO3;D,PVC+Cu
