采用TGA/FT-IR分析聚丙烯复合材料的热氧化降解行为

传统的热塑性聚丙烯(PP)拥有优异的机械性能、良好的结晶性、易于加工、价格便宜等优点被广泛应用于诸多领域,但易燃性阻碍其应用。开发阻燃性PP复合材料及对其阻燃机理的认识是解决PP易燃性的关键科学问题之一。采用热失重(TGA)、热重-红外联用(TGA/FT-IR)的方法研究了阻燃PP的热氧化降解行为及阻燃机理。实验结果表明,改性的有机膦酸锆阻燃剂的加入没有对PP的热稳定性产生明显影响,而提高了PP燃烧后残碳层的热稳定性,减少了燃烧过程中可燃性气体的排放速率和释放量,减少了有毒有害气体的释放量和速率,有效地提高了PP复合材料的阻燃性能及安全性能。     

阻燃型木塑复合材料热解燃烧特性及产物研究

以改性天然碳水化合物结合碱式硫酸镁晶须(MHSH)混杂纤维为协效剂,结合膨胀阻燃剂(IFR)制备了阻燃型聚丁二酸丁二醇酯(PBS)木纤维复合材料。利用极限氧指数和垂直燃烧测试研究了复合材料的阻燃性能,并采用TG/DTA-MS对复合材料的热解过程、吸放热量和热解燃烧气体产物进行了分析。结果表明,5%的木薯渣作为碳源代替PBS提高了材料的阻燃性能。IFR/木薯渣/MHSH阻燃剂能够有效提高PBS的燃烧初始温度,并缩小燃烧温度范围。阻燃材料燃烧时,首先是IFR受热分解产生不可燃气体氨气在材料表层形成第一层阻燃保护层;其次,材料迅速燃烧产生的炭层形成第二层阻燃保护层;最后,在高温段MHSH分解形成第三层协效阻燃保护层。因此,最终形成了由外层不可燃气体氨气和内层天然碳水化合物MHSH膨胀炭层构成的气-固阻燃屏障,从而有效地提高了复合材料的阻燃性能。     

碳纤维/碳纳米管-环氧树脂复合材料的耐老化性能

将环氧树脂基体与氨基化碳纳米管(MWNTs)复合,制备了碳纤维/氨基化碳纳米管-环氧树脂(CF/MWNTs-EP)复合材料。表征CF/MWNTs-EP三相复合材料的断面,并在标准条件下测试其冲击、拉伸等力学性能,研究了耐老化性能。结果表明:氨基化碳纳米管的加入明显提高了材料的耐盐雾性、耐热氧老化性和耐湿热性能。氨基化碳纳米管的加入改善了纤维与基体树脂间的界面性能,同时,促进了环氧树脂的固化,降低孔隙率,导致耐老化性能显著提高。当MWNTs-NH2的添加量(质量分数)为1.0%时,在72h和168h不同盐雾时间下,三相复合材料的耐盐雾老化性比CF/EP复合材料分别提高了61.8%和67.5%。在48h、96h和168h热氧老化时间下,三相复合材料的耐热氧老化性比CF/EP复合材料分别提高了43.5%、48.5%和41.7%。在72h和168h不同湿热时间下,三相复合材料的耐湿热老化性比CF/EP复合材料分别提高了52.8%和60.0%。     

纳米BN与ZnO协效阻燃木粉-聚氯乙烯复合材料

为提高木粉-聚氯乙烯(WF-PVC)木塑复合材料的阻燃抑烟性能,本文将纳米BN与ZnO加入到WF-PVC木塑复合材料中,通过热压成型方法制备了阻燃WF-PVC木塑复合材料,研究了复合材料热分解、燃烧性能和力学性能。热重分析(TG)测试表明,BN和ZnO的加入一定程度上降低了复合材料的初始热分解温度,但明显提高了复合材料的热解残余物质量,BN和ZnO的质量比为1∶2时,复合材料的残炭量增加了21.7%。锥形量热仪燃烧测试表明,纳米BN和ZnO的加入能够显著提高复合材料的阻燃性能,与纯WF-PVC相比,BN与ZnO的加入能有效降低WF-PVC复合材料燃烧时的热释放和烟释放,复合材料的总热释放量和总烟气释放量最高分别降低18.2%和48.9%。通过万能力学试验机对材料进行力学性能测试,结果表明阻燃剂的加入一定程度上降低了复合材料的力学性能,对阻燃剂进行一定比例的复配,可有效减少对复合材料力学性能的损害,单独添加ZnO时,复合材料弯曲强度降低了29.5%,而BN和ZnO以2∶1的质量比复配时,复合材料的弯曲强度降低了9.9%。      

碳对Nb-Mo-W合金拉伸性能的影响

由工业、汽车等排放的碳氧化物造成的环境污染已引起世界关注,提高能源使用效率可降低有害气体的排放.从这一点出发,提高涡轮机和喷气机的工作温度就有利于提高能源的使用效率.     

超细CaCO3改性SBS材料的力学及耐老化性能研究

利用硅烷偶联剂对超细CaCO3进行改性,通过直接共混的方法制备了超细CaCO3/SBS复合材料,采用多种技术手段研究了复合材料的力学性能、加工性能及耐老化性能变化。结果表明,改性后超细CaCO3在SBS体系中能形成网状结构,材料的拉伸性能、硬度及耐老化性能提高。当超细CaCO3含量为25%时,能获得综合性能优异的超细Ca-CO3/SBS复合材料。     

自动化控制系统风量测量装置安装调试

在火力发电厂自动化控制系统中,风量测量工作对于火电厂而言意义重大,不仅仅包括安全问题,还涵盖了锅炉的燃烧效率、有害气体的排放等不同的方面。锅炉一、二次风配风合理,各风管内风速均匀,对保证锅炉稳定燃烧,提高锅炉效率,有着重要的影响。因此,关于风量测试装置在安装调试过程的研究具有很大的现实意义,以下主要就此问题进行简要讨论。     

活塞材料的发展

为了改善活塞耐久性和可靠性,用户要求提高燃料效率、减小噪声电平和降低气体发射,因此对常用活塞合金提出了越来越多的要求,活塞材料的发展分为重力压铸合金、高压凝固铸造合金和高压凝固铸造纤维增强合金。这些合金都改善了影响活塞性能的性质。     

微胶囊红磷和聚苯醚对高抗冲聚苯乙烯的协同阻燃作用

利用微胶囊红磷(MRP)和聚苯醚(PPO)来提高高抗冲聚苯乙烯(HIPS)的阻燃性能, 通过熔融共混法制备了一系列不同组成的MRP-PPO/HIPS复合材料。采用水平燃烧、垂直燃烧、氧指数、锥形量热分析、高温热分解实验等方法研究了复合材料的阻燃性能。研究表明, 阻燃剂用量相同时, 在HIPS基体中同时加入MRP和PPO得到的复合材料比单独加入MRP或PPO得到的复合材料具有更好的阻燃性能。当MRP-PPO/HIPS的质量比为10:20:70时, 复合材料的氧指数为23.9%, 水平燃烧级别达到FH-1级, 垂直燃烧级别达到FV-0级, 阻燃性能达到最佳。MRP用量过多时, 复合材料的阻燃性能下降。研究认为, PPO和MRP对HIPS具有较强的协同阻燃作用。两者以适当比例并用时能够使复合材料在燃烧时的热释放速率和燃烧热大幅度减小, 降低了气相燃烧区的温度, 起到气相阻燃作用。同时, 复合材料在热分解和燃烧时能够生成连续和致密的炭层, 抑制了燃烧过程中的热量传递和物质交换, 起到凝聚相阻燃作用。因此, 复合材料的阻燃性能显著改善。     

微胶囊红磷和聚苯醚对高抗冲聚苯乙烯的协同阻燃作用

利用微胶囊红磷(MRP)和聚苯醚(PPO)来提高高抗冲聚苯乙烯(HIPS)的阻燃性能,通过熔融共混法制备了一系列不同组成的MRP-PPO/HIPS复合材料.采用水平燃烧、垂直燃烧、氧指数、锥形量热分析、高温热分解实验等方法研究了复合材料的阻燃性能.研究表明,阻燃剂用量相同时,在HIPS基体中同时加入MRP和PPO得到的复合材料比单独加入MRP或PPO得到的复合材料具有更好的阻燃性能.当MRP-PPO/HIPS的质量比为10∶20∶70时,复合材料的氧指数为23.9％,水平燃烧级别达到FH-1级,垂直燃烧级别达到FV-0级,阻燃性能达到最佳.MRP用量过多时,复合材料的阻燃性能下降.研究认为,PPO和MRP对HIPS具有较强的协同阻燃作用.两者以适当比例并用时能够使复合材料在燃烧时的热释放速率和燃烧热大幅度减小,降低了气相燃烧区的温度,起到气相阻燃作用.同时,复合材料在热分解和燃烧时能够生成连续和致密的炭层,抑制了燃烧过程中的热量传递和物质交换,起到凝聚相阻燃作用.因此,复合材料的阻燃性能显著改善.     

Karstedt催化剂对聚硅氧烷/PC阻燃性能的影响

采用水解缩合法制备了三官能结构的聚硅氧烷阻燃剂。采用氧指数仪、 锥形量热仪、 TGA、 热裂解-气相色谱/质谱(PY-GC/MS)和SEM研究了Karstedt催化剂(KC)对聚硅氧烷/聚碳酸酯(PC)复合材料热性能和阻燃性能的影响, 并研究了该复合体系的阻燃机制。结果表明: 在热裂解过程中KC促进了含乙烯基聚硅氧烷的交联, 增强了聚硅氧烷/PC复合材料的耐热性能; KC抑制了聚硅氧烷/PC复合材料在燃烧过程的热释放, 使材料的烟、 CO、 CO₂产生过程延后, 且峰值降低, 提高了聚硅氧烷/PC的阻燃性能, 降低了材料燃烧的危害性。但KC对聚硅氧烷/PC复合材料的极限氧指数(LOI)的影响较复杂, 其LOI不仅取决于残炭量, 还与燃烧炭层结构有关, 在保持一定残炭量下, 若KC使聚硅氧烷/PC的燃烧炭层更致密、 均匀, 则材料的LOI提高。      

HPVC/ACM-TPE复合材料的制备及相容性研究

以高聚合度聚氯乙烯(HPVC)和环氧型丙烯酸酯橡胶(ACM)为原料,采用双螺杆挤出机和注塑加工成型工艺制备了耐高温、耐油、综合力学性能优异的高聚合度聚氯乙烯/丙烯酸酯橡胶热塑性弹性体(HPVC/ACMTPE),并用氯乙烯-g-丙烯酸酯共聚物(VC-g-AC)对HPVC/ACM-TPE的界面相容性进行改性。研究了VC-g-AC用量对复合材料力学性能和热性能的影响,通过扫描电子显微镜观察材料的冲击断面形貌。结果表明:HPVC/ACMTPE复合材料较传统聚氯乙烯材料在耐油、耐高温性能方面有很大提高,在耐高温、耐油等要求较高的油矿、电缆等领域有较大的应用潜力。     

纳米协同膨胀阻燃聚丙烯增韧共混物的阻燃组分配比研究

选用有机蒙脱土(OMMT)作为膨胀型阻燃剂(IFR)的协效剂,对聚丙烯/乙烯辛烯共聚物增韧共混体系(iPP/POE)进行阻燃改性,制备了iPP/POE/IFR/OMMT复合材料。利用氧指数仪、垂直燃烧测试、锥型量热仪、热失重分析和力学性能测试对材料的性能进行表征,系统研究了OMMT与IFR的配比对膨胀阻燃增韧共混体系阻燃性能及力学性能的影响。结果表明,OMMT的加入可催化材料的成炭过程,复合材料的燃烧性能得到明显提升,燃烧过程中熔融滴落的现象得到改善,同时热量以及有毒烟气释放量显著降低,而复合冲击强度也有一定提升。其中综合性能最优的配比是添加2%(质量分数)的OMMT和23%(质量分数)的IFR,其热释放速率峰值、平均热释放速率、平均质量损失速率以及生烟量较iPP/IFR/POE分别降低了28%、20%、17%以及95%,而冲击强度则提高了36%。研究结果为聚烯烃共混物阻燃改性的应用提供了指导。     

Mg(OH)2-Al(OH)3-微胶囊红磷/高抗冲聚苯乙烯无卤阻燃复合材料

以氢氧化镁(MH)、氢氧化铝(ATH) 和微胶囊红磷(MRP) 为无卤阻燃剂, 高抗冲聚苯乙烯(HIPS) 树脂为聚合物基体, 通过熔融共混法制备了一系列不同组成的MH-ATH-MRP/HIPS复合材料。采用水平燃烧、垂直燃烧、氧指数、锥形量热分析、高温热分解实验等方法研究了复合材料的阻燃性能。结果表明, 阻燃剂用量相同时, 在HIPS基体中同时引入MH和ATH得到的复合材料比单独加入MH或ATH得到的复合材料具有更好的阻燃性能。当MH-ATH/HIPS的质量比为70:30:100时, 复合材料的水平燃烧级别达到FH-1级, 氧指数为25.2%, 但垂直燃烧无级别。在上述体系中加入极少量的MRP(占复合材料的质量分数为2.9%)就可使复合材料的火灾性能指数(FPI) 提高85%, 燃烧过程中热量释放和质量损失更慢、成炭能力明显增强, 垂直燃烧级别达到FV-0级。当MH-ATH-MRP/HIPS的质量比为21:9:12:100时, 复合材料的各项阻燃性能达到最佳, 可以大幅度减少阻燃剂的用量。MH、ATH和MRP对HIPS具有非常显著的协同阻燃作用。同时加入MH和ATH时不仅可以在更宽的温度范围内抑制HIPS的升温和分解, 而且能够在更宽的温度范围内相继释放出水蒸气稀释氧气和可燃气体的浓度, 从而起到协同阻燃作用。加入MRP后复合材料的成炭能力大大增强, 进一步改善了凝聚相阻燃的效果, 因此阻燃性能显著提高。     

碳质材料的气体吸附性能及其在空气净化中的应用

面对日益突出的环境问题,具有稳定理化性质、高比表面积、多活性吸附位点的碳质材料可广泛应用于废气净化、水处理、溶剂回收等领域。本文重点综述了5种典型碳质材料:活性炭、活性炭纤维、碳纳米纤维、碳纳米管、石墨烯的制备方法、气体吸附性能及其在空气净化方面的应用。传统碳质材料、其改性产物及其复合材料具有优异的污染气体吸附性能,而纳米碳质材料兼具理想的吸附效果与特殊电学性能,可用于制备气体传感器,监测污染气体含量。最后展望了新型炭材料在空气净化中的研发和应用前景。     

氧化钨基半导体气体传感器的研究进展

近年来,氧化钨(WO_3)基半导体气体传感器由于可用来检测低浓度二氧化氮、二氧化硫、臭氧和氨气等气体而受到广泛关注。将WO_3基材料分为4类:纯WO_3材料、氧化物-WO_3复合材料、贵金属-WO_3复合材料和有机物-WO_3复合材料,总结近年来中外文献中WO_3基材料对不同气体的响应性能,展现近年来国内外WO_3基半导体气体传感器的研究进展。最后根据已有的工作进展,提出合成新型纳米材料、降低工作温度、提高传感器选择性应成为WO_3基半导体气体传感器下一阶段的研究重点。     

Mg(OH)2-Al(OH)3-微胶囊红磷/高抗冲聚苯乙烯无卤阻燃复合材料

以氢氧化镁(MH)、氢氧化铝(ATH)和微胶囊红磷(MRP)为无卤阻燃剂,高抗冲聚苯乙烯(HIPS)树脂为聚合物基体,通过熔融共混法制备了一系列不同组成的MH-ATH-MRP/HIPS复合材料.采用水平燃烧、垂直燃烧、氧指数、锥形量热分析、高温热分解实验等方法研究了复合材料的阻燃性能.结果表明,阻燃剂用量相同时,在HIPS基体中同时引入MH和ATH得到的复合材料比单独加入MH或ATH得到的复合材料具有更好的阻燃性能.当MH-ATH/HIPS的质量比为70∶30∶100时,复合材料的水平燃烧级别达到FH-1级,氧指数为25.2％,但垂直燃烧无级别.在上述体系中加入极少量的MRP(占复合材料的质量分数为2.9％)就可使复合材料的火灾性能指数(FPI)提高85％,燃烧过程中热量释放和质量损失更慢、成炭能力明显增强,垂直燃烧级别达到FV-0级.当MH-ATH-MRP/HIPS的质量比为21∶9∶12∶100时,复合材料的各项阻燃性能达到最佳,可以大幅度减少阻燃剂的用量.MH、ATH和MRP对HIPS具有非常显著的协同阻燃作用.同时加入MH和ATH时不仅可以在更宽的温度范围内抑制HIPS的升温和分解,而且能够在更宽的温度范围内相继释放出水蒸气稀释氧气和可燃气体的浓度,从而起到协同阻燃作用.加入MRP后复合材料的成炭能力大大增强,进一步改善了凝聚相阻燃的效果,因此阻燃性能显著提高.     

邻苯二甲腈树脂复合材料阻燃低毒特性研究

从热释放速率、毒性、有害气体浓度、氧指数、烟密度、水平和垂直燃烧性能等方面系统地研究了邻苯二甲腈树脂复合材料的阻燃低毒特性。在辅射强度为50kW／m^2时,邻苯甲腈复合材料的热释放速率为21kW／m^2,点燃时间为500s。同时其氧指数大于70％,烟密度小于20,表明邻苯二甲腈树脂复合材料是一种理想的阻燃低毒复合材料。     

粉煤灰空心微珠改善聚合物材料性能的试验研究

粉煤灰空心微珠是从热电厂粉煤灰中精选出来,并进行了除铁、除碳、去杂质等工艺处理而得到的一种新型多功能材料.它可以作为填料填充到聚合物材料中,并改善复合材料的性能.本文中研究了空心微珠作为聚丙烯和硬质聚氯乙烯树脂的填料时,对复合材料综合性能的影响.所用粉煤灰空心微珠颗粒的粒径是2μm和5μm.研究结果表明,当空心微珠填充量在0～30%(质量分数)之间时,空心微珠/PP复合材料的常温和低温下的缺口冲击强度、拉伸性能、弯曲性能都显著提高,复合材料的热性能同时也得到了提高.此外,还研究了空心微珠/UPVC复合材料的流变性能,超细空心微珠加入到硬质PVC管材中,可以明显改善PVC硬管的加工流动性能,显著缩短塑化时间,降低最大扭矩.     

纳米氮化硅的表面处理及其在丁腈橡胶中应用

采用试验室自制的大分子偶联剂对纳米氮化硅进行表面处理，并制备Si4N4／NBR纳米橡胶复合材料。运用TEM、FTIR、XPS等仪器对处理后的纳米氮化硅的表面特性进行系统地研究；同时研究了复合材料的分散性、力学性能、耐热老化性能和耐油性能。结果表明：纳米氮化硅处理后，在有机溶剂中分散性良好，大分子偶联剂包覆在其表面，并与其发生了化学作用，形成了-NH-C=O、Si-O-C键；纳米粒度分析结果显示，当大分子偶联剂用量为10％（质量分数）时，纳米Si3N4粒径较小，分布较窄；纳米Si3N4的加入在一定程度上提高了NBR的撕裂强度、拉伸强度，改善了丁腈橡胶的耐热老化性能和耐油性能。