聚溴化苯乙烯阻燃聚乙烯热解动力学研究

用聚溴化苯乙烯作为阻燃剂,制备了阻燃聚乙烯（PE）,利用TG方法研究了PE和阻燃PE在氮气气氛下的热解动力学行为,并用改进的非等温动力学方法研究了其热解动力学。结果表明,加入阻燃剂后材料的初始分解温度提前,阻燃材料的热解区间变宽,阻燃体系的平均失重速率下降,最大失重速率下降,主要分解阶段的残炭率高于未阻燃PE,聚溴化苯乙烯阻燃效果明显,可用于聚乙烯阻燃,说明大分子溴系阻燃剂具有较好的发展潜力。氮气气氛下未阻燃聚乙烯的热解过程只存在一个失重阶段,而阻燃材料在相同温度范围内呈现不同的失重阶段,且在各失重阶段其反应机理函数也发生变化;活化能、指前因子都有所不同,阻燃材料的活化能大于未阻燃材料,且活化能在整个失重阶段是随着温度和转化率的变化而变化的,说明阻燃剂的加入改变了材料的热解行为。     

棕垫材料火灾危险性的热解动力学研究

利用热重分析仪,通过空气与氮气下棕垫材料的对比试验,建立热解表观动力学模型,对棕垫材料的火灾危险性进行分析。通过对试验数据的分析表明,在空气气氛下,棕垫材料第一步失重阶段热解表观动力学模型较好地符合相界反应球形对称模型,第二步与第三步失重阶段较好地符合二级反应模型,活化能范围为32.42-59.09 kJ·mol^-1;在氮气气氛下,棕垫第一步失重阶段较好地符合二级反应模型,第二步失重阶段较好地符合零级反应模型,活化能范围为56.92-72.56 kJ·mol^-1。对比分析其他室内材料的燃烧属性表明,棕垫材料活化能较低、热稳定性差。说明棕垫材料是一种易燃烧物质,火灾危险性较大。     

阻燃剂对PVC热解及燃烧的影响

利用热分析技术和锥形量热仪测试法,研究了多种阻燃剂对PVC热解和燃烧特性的影响。结果表明,由于不同种类的阻燃剂对PVC的阻燃机理不同,对PVC热解过程和燃烧特性影响各异,有的阻燃剂将PVC的初始分解温度提前,分解反应的活化能降低,使PVC提前脱水成炭,达到阻燃的目的;另一些阻燃剂显著推迟PVC的热分解,以延迟PVC的着火。从锥形量热仪的分析结果可以看出,阻燃剂的加入,使PVC的热释放速率明显降低,起到了阻燃作用。     

聚碳硅烷纤维的空气不熔化反应动力学研究

以高压法聚碳硅烷(Polycarbosilane,PCS)纤维的空气不熔化为例,采用多曲线积分法研究了PCS纤维空气不熔化反应动力学。结果表明,高压法PCS纤维的空气不熔化反应活化能约60~70 kJ/mol。通过研究不同的机理函数的对数与温度倒数的关系,结果表明,PCS纤维空气不熔化过程由随机成核和生长机理(n=3)的表面反应控制,根据该反应机理,同样得到高压法PCS的空气不熔化反应活化能约60~70 kJ/mol,指前因子A约为77.64。     

棉纤维热解特性及阻燃机理研究

用有机磷系阻燃剂Pyrovatex CP以及尿素、二氰二胺和三聚氰胺3种氮系的协效剂组成的整理液对纯棉织物进行阻燃处理,利用热重仪对其热解特性进行研究,通过分析TG-DTG曲线,研究了阻燃剂对棉纤维热解过程的影响,并对协效剂的协效效果进行了比较分析.结果表明,棉纤维热解主要分3个阶段;阻燃剂使棉纤维的起始分解温度降低,剩炭率提高;在磷氮比固定为1：0.1的情况下,尿素的协效作用相对最好,并对其阻燃机理进行了探讨.     

酚类阻燃剂处理红松的热解特性研究

用实验方法研究了酚类阻燃剂对红松的阻燃作用。用苯酚、对硝基苯酚、对氨基苯酚三种阻燃剂配成的3种同种浓度的阻燃剂溶液浸泡红松木粉,干燥后,利用热重分析技术,研究了阻燃与未阻燃红松木粉的热解特性。研究结果表明,酚类阻燃剂能降低木粉热解速率,推迟剧烈燃烧开始的时间,减小热解的剧烈程度和热解可燃气体的产生量,促进木材的脱水炭化,使热解产生的碳化物增多。     

海藻酸盐/HMX复合含能材料的制备及性能研究

为了研究不同海藻酸盐对HMX包覆效果及性能的影响,以海藻酸钠和HMX作为原料,分别使用氯化钙、氯化钡、氯化铜和氯化钴作为固化液,利用离子交联固化反应使用微胶囊造粒仪制备了4种含有不同金属离子的海藻酸盐/HMX复合含能材料。采用扫描电镜、X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪和差示扫描量热仪测试样品的包覆效果和热性能分析,并对样品的机械感度进行测试。结果表明,海藻酸钡/HMX复合含能材料形状为颗粒均匀且包覆密实圆球形;4种海藻酸盐/HMX复合材料晶型未发生改变;使用海藻酸铜包覆的样品表观活化能较HMX降低了30.15 kJ/mol,使用海藻酸钙、海藻酸钡、海藻酸钴包覆的样品表观活化能较HMX均有所提升;与HMX相比,4种样品的机械感度均有降低,其中海藻酸钡/HMX复合含能材料摩擦压力提高了128 N,感度最低,降感效果最好。     

餐厨垃圾热风干燥过程特性及模拟

为了考察不同温度(60～100℃)对2种餐厨垃圾在热风干燥过程中的水分变化规律及动理学特性的影响,利用7个数学模型对餐厨垃圾干燥过程的水分变化规律进行了拟合对比。结果表明:温度是影响干燥的重要因素。干燥温度越高,餐厨垃圾达到平衡含水率所需时间越短;烹饪过程可以改变餐厨垃圾的热阻,增加其活化能;用Page模型和Modified Page模型描述餐厨垃圾热风干燥过程拟合精度最佳;2种餐厨垃圾有效湿分扩散系数分别为1.37×10-9～2.47×10-9,5.14×10-10～2.05×10-9m2/s,活化能分别为13.86,34.05 kJ/mol。     

阻燃剂对聚氯乙烯燃烧产烟影响的实验研究

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。     

聚磷酸铵热分解动力学模型研究

用热重法（TG）对聚磷酸铵的热分解进行了分析。结果表明,聚磷酸铵受热分三步分解,其热分解机理均为三维扩散分解,并用微分法中的Achar法对热分解的数据进行处理,用多种机理方程进行了拟合,得到了聚磷酸铵第一热分解阶段的热分解动力学参数及分解动力学模型。