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磷系阻燃剂的合成及性能研究论文

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磷系阻燃剂的合成及性能研究论文

“衣食住行”,人类基本生活需要中,衣为先。纺织工业在人类生活、工业发展、科技进步中有着举足轻重的作用。这是我为大家整理的纺织科技论文,仅供参考!纺织科技论文篇一 纺织计量发展浅析 摘 要:“衣食住行”,人类基本生活需要中,衣为先。纺织工业在人类生活、工业发展、科技进步中有着举足轻重的作用。而纺织计量工作对纺织工业又有着重要影响,监测质量、指导生产、改进工艺。所以,纺织计量的发展,足以影响和推动纺织行业的发展,显现出纺织计量在整个纺织行业的重要性。但是,随着整个纺织行业的曲折发展,纺织计量工作也几经起伏。2012年5月9日至11日,纺织计量技术委员会在湖南张家界市召开了《电子单纱强力机(仪)校准规范》等12项纺织计量校准规范审稿会,会议审定了《电子单纱强力仪(机)校准规范》等12项纺织计量校准规范。这是继2009年宁波会议后第二次组织的纺织计量校准规范审稿会,标志着纺织计量工作进入循序渐进、有效发展阶段。 关键词:纺织工业;纺织计量;检定/校准;校准规范;标准器 中图分类号:X791 文献标识码:A 1 纺织计量概述 JJF《通用计量术语及定义》中,“计量”(metrology)词条,定义为实现单位统一和量值准确可靠的活动。它属于测量,源于测量,而又严于一般测量,它涉及整个测量领域,并按法律规定,对测量起着指导、监督、保证的作用。计量与 其它 测量一样,是人们理论联系实际,认识自然、改造自然的 方法 和手段,它是科技、经济和社会发展中必不可少的一项重要的应用。然而,计量与测试是含义完全不同的两个概念。测试是具有试验性质的测量,也可理解为测量和试验的综合。它具有探索、分析、研究和试验的特征.计量是技术和管理的结合体,凡是以实现计量单位统一和测量准确可靠为目的的科学、法制、管理等活动都属于计量的范畴。 随着市场经济的发展,计量校准正逐渐被国内更多的用户所接受。校准在国内计量技术机构开展的计量活动中的比重正在逐步加大,已经作为一种新型的计量活动与检定相提并论。纺织计量是工程计量(也称工业计量)的一部分,是计量科学在纺织行业中的应用。主要体现在纺织专用仪器的制造、使用、管理、量值溯源、量值传递、检定/校准等方面。纺织计量的主要内容有:检定规程/校准规范的制修订,纺织计量标准器的确定,周期检定/校准等活动,目前,纺专仪器的溯源方式也主要由检定转变为校准。正确开展检定和校准活动,利用检定和校准结果,最终实现量值统一,为纺织行业提供技术支撑,进而保证纺织工业的健康发展。 2 纺织行业及纺织计量的发展 在我国,纺织工业的发展,是随着纺织服装业的主管部门——中华人民共和国纺织工业部的变迁而发展变化的。1949年10月设立中央人民政府纺织工业部,新中国纺织业开始发展,建国初期,物资匮乏,尤其关乎民生穿衣的纺织品,国家大力支持纺织业,全国范围内兴建纺织厂。1954年9月成为中华人民共和国纺织工业部,纺织业大规模发展,全国上下,力争上游,攻坚克难,一批批大规模纺织企业出现,技术人员全国交流,相互支援,此后的三十余年,纺织业曾一度辉煌。1998年3月,纺织工业部改为国家纺织工业局。2001年2月国家纺织工业局撤销,中国纺织工业协会成立,计划经济年代传统纺织业逐步退出发展潮流,尤其曾经繁荣几十年的国有大型纺织企业,纷纷破产、倒闭、改制。新兴纺织服装行业开始走上历史舞台,曾经的小作坊,雅戈尔、劲霸、利郎等著名品牌开始主导服装潮流。 同样,作为纺织服装产业的重要技术支撑——纺织计量工作,也随着纺织工业趋势而起伏。1984年我国计量法公布实施以后,在原纺织部主持下,立即组织了纺织专用仪器计量检定规程的制订。1985年4月批准并于1985年10月施行了十九种纺织专用仪器计量检定规程之后,到1995年10月1日止的十年期间,先后共七批发布了66个纺织仪器和标准器的部门计量检定规程。基本覆盖当时纺织工业的所有检测仪器和设备,最重要的是,从检定规程的制定,到发布实施,到标准器的统一,全国联动,政府、行业、部门、企业高度重视,从纺织部到各省的计量站,再到纺织企业计量部门,认真学习,广泛交流,严格执行纺织计量检定规程及相关计量条例,纺织计量的发展达到辉煌。 2001年,国家纺织工业局撤销,此后两年时间内,全国各省纺织工业厅也陆续撤销,加之国家经济体制的改革,计划经济逐步转为市场经济,纺织服装亦不是紧缺产品,传统纺织业开始下滑,甚至倒闭。纺织计量工作也曾一度低靡,2001至2010十年间,基本没有什么发展,甚至许多省份,纺织计量技术部门也遭遇尴尬局面。2006年,根据计量管理要求,纺专仪器的计量要求也由检定改为校准,检定规程取消,由校准规范代替,纺专仪器计量校准规范也随之老化,缺失。 直到2009年,中国纺织工业协会科技发展部于11月30日-12月1日在浙江宁波召开了2009年全国纺织计量校准规范工作会议。来自全国各级纺织计量机构、纺织仪器企业等27家单位38名代表参加会议。会议回顾了纺织计量工作的历史,分析了目前纺织计量工作面临的问题,对进一步开展纺织计量工作达成了几点意见:要抓紧纺织计量校准规范的制修订工作,争取3-5年解决规范老化、缺失问题;尽快组建完善纺织计量技术委员会,全面启动纺织计量工作;大力宣贯纺织计量校准规范,培养纺织计量人才;尽快制定《纺织计量校准规范制修订暂行管理办法》,建立有效工作机制;摸清计量校准规范、计量机构及仪器企业现状,充分发挥各级计量机构和仪器企业等各方面的作用,努力开拓计量工作新局面。 3 纺织计量目前存在的问题 校准规范的老化、缺失问题函待提高完善,目前纺织专用仪器已达100余种,而新的校准规范仅定稿24部,发布实施12部。纺织计量主管部门-纺织计量技术委员会仍有大量工作,政府、企业支持力度不够。 纺织计量标准器需要统一、规范,仪器生产厂家技术参数需要保持一致,同时,进口纺专仪器计量性能要有据可依。 纺专仪器新品种,新产品逐步出现,比如棉纤维气流仪,渗水仪,电热鼓风干燥烘箱,织物透湿量仪,织物透气量仪等仪器的计量校准工作,也需有规程可依,或参照现有同类校准规范,或制订对应规范。 纺织计量技术机构、人员、能力建设等方面薄弱,缺乏监管职能,政府计量管理部门及法定计量技术机构对纺织专项计量工作不够重视,支持力度较弱。 4 关于纺织计量的几点建议 部门重视:纺织计量技术委员会是纺织计量的主管部门,依托国家纺织计量站,应更加高度重视纺织计量工作,在校准规范的完善、信息搜集整理、技术指导、组织交流学习及标准器配置上统一指导协调,并组织制定有关纺织专用计量技术法规,承办有关计量监督管理工作。各省市纺织计量技术机构应积极配合,积极参与。 政府督导:国家质检总局及地方计量行政部门在政策上加大纺织计量工作的政策扶持及纺织专用仪器的日常管理,可考虑将纺织计量纳入地方行政计量管理层面,比如力值、温度、长度、质量等指标。明确纺织计量技术机构的职能和责任,提高对纺织计量工作的重视。 企业支持:纺织计量工作,任重道远,不仅需要部门的重视,还需要整个行业,尤其企业的大力支持,包括仪器厂商和纤维纺织服装企业的配合和支持。 根据全国纺织纤维检验机构状况,31个省、市、自治区、直辖市,除西藏、海南外,各地都有纤维、纺织检验机构。纺织计量应与纤维计量部门有效结合,形成合力,监督管理与技术服务相结合,优势互补,开拓进取,快速发展。强化全国纺织纤维计量机构的信息沟通,促进互相交流,为推动纺织计量工作的发展、纺织检测能力的提高、振兴纺织工业服务。 参考文献 [1]郭明.纺织工业计量与企业节能降耗[J].工业计量,2007(3). [2]纺织工业中新的计量单位系统“SL系统”[J].麻纺织技术,1980(1). 纺织科技论文篇二 阻燃纺织品 摘要: 本文通过阐述纺织品的阻燃机理,介绍了几种阻燃纺织品的加工方法,现阶段常用的评判、测试方法以及阻燃纺织品的发展趋势。 关键词:阻燃纺织品;阻燃机理;加工方法;燃烧性能测试 引言 随着现代化科学技术的发展、纺织工业的进步,纺织品种类不断增多,其应用范围不断扩展延伸到人们生产、生活的各个方面。但纺织品材料一般都易燃或可燃,容易引发火灾事故。据统计,世界上约20%以上的火灾事故都是由纺织品燃烧引起或扩大的,尤其是住宅失火。因此,纺织品的阻燃功能对消除火灾隐患,延缓火势蔓延,降低人民生命财产损失都极为重要。近年来,各国纷纷开展纺织品阻燃技术方面的研究,并制定了相应的纺织品燃烧性能测试方法、阻燃制品标准和应用法规等。 1 纺织品的阻燃机理 所谓“阻燃”,并非阻燃整理后的纺织品在接触火源时不会燃烧,而是使织物在火中尽可能降低其可燃性,减缓蔓延速度,不形成大面积燃烧,离开火焰后,能很快自熄,不再续燃或阴燃[1-3]。 纤维材料的燃烧与阻燃原理 合成纤维的燃烧是材料和高温热源接触,吸收热量后发生热解反应,热解反应生成易燃气体,易燃气体在氧存在的条件下,发生燃烧,燃烧产生的热量被纤维吸收后,又促进了纤维继续热解和进一步燃烧,形成一个循环。对此人们提出了阻燃的基本原理:减少(或者基本没有)热分解气体的生成,阻碍气相燃烧的基本反应,吸收燃烧区域的热量,稀释和隔离空气等。 阻燃剂的阻燃机理 纤维用阻燃剂有:铝镁氢氧化物、含硼化合物、卤硼化合物、卤系阻燃剂、磷系阻燃剂等。不同阻燃剂的阻燃机理有很大的区别。概括起来主要有以下几种。 覆盖机理 在可燃材料中加入阻燃剂后,阻燃剂在高温下可在聚合物表面形成一层玻璃状或稳定泡沫覆盖层以隔热、隔绝空气,起到阻止热传递、减少可燃性气体释放和隔绝氧的作用从而达到阻燃目的。阻燃剂形成隔离膜的方式有两种,一是阻燃剂降解产物促进纤维表面脱水炭化,进而形成结构更趋稳定的交联状固体物质或炭化层,炭化层能阻止聚合物进一步热裂解,还能阻止其内部的热分解产物进入气相参与燃烧过程。含磷阻燃剂对含氧聚合物的阻燃作用即是通过此种方式实现的。二是阻燃剂在燃烧温度下分解成不挥发的玻璃状物质包覆在聚合物表面起隔离膜的作用,硼系和卤化磷类阻燃剂具有类似特征。 不燃性气体窒息机理 阻燃剂受热分解出现不燃性气体,将纤维燃烧分解出来的可燃性气体浓度冲淡到能产生火焰浓度以下,同时稀释燃烧区内的氧浓度,阻止燃烧继续进行,又由于气体的生成和热对流带走了一部分热,从而达到阻燃作用[4-5]。 吸热机理 任何燃烧在短时间所放出的热量有限,如果能在短时间内吸收火源所放出的部分热量,火焰温度就会降低,辐射到燃烧表面和作用于自由基的热量就会减少,燃烧反应受到抑制。 高温条件下,阻燃剂发生吸热脱水、相变、分解或其他吸热反应,降低纤维表面及燃烧区域的温度,降低可燃物表面温度,有效地抑制可燃性气体的生成,阻止燃烧的蔓延,最终破坏维持聚合物燃烧的条件,达到阻燃目的。如铝、镁及硼等无机阻燃剂,充分发挥其结合水蒸气时大量吸热的特性,提高自身的阻燃能力。 自由基控制机理 根据燃烧的链反应理论,维持燃烧的是自由基。阻燃剂在气相燃烧区捕捉燃烧反应中的自由基,阻止火焰的传播,使燃烧区的火焰密度下降,最终使燃烧反应速度下降直至终止。如含卤阻燃剂的蒸发温度和聚合物分解温度相同或相近,当聚合物受热分解时,阻燃剂也同时挥发出来,此时含卤阻燃剂与热分解产物同时处于气相燃烧区,卤素便能够捕捉燃烧反应中的自由基,阻止火焰的传播,使燃烧区的火焰密度下降,最终使燃烧反应速度下降直至终止[6-7]。 催化脱水机理 阻燃剂在高温下生成具有脱水能力的羧酸、酸酐等,与纤维基体反应促进脱水炭化,减少可燃性气体的生成。 2 阻燃纺织品的加工方法 研究织物的阻燃技术是指通过物理或化学的方法赋予织物一定的阻燃性能,降低材料的可燃性,减慢火焰蔓延速度,其实质是破坏织物中纤维的燃烧过程。近年来,世界各国主要从以下两个方面来开展对织物阻燃技术的研究:一是生产阻燃纤维;二是对织物进行阻燃整理[8-9]。 阻燃纤维的制造 纤维阻燃的途径是阻止或减少纤维热分解,隔绝或稀释氧气,快速降温使其终止燃烧。为实现上述目的,一般是将有阻燃功能的阻燃剂通过聚合物聚合、共混、共聚、复合纺丝、接枝改性等加入到化纤中或用后整理方法将阻燃剂涂在纤维表面或渗入纤维内部。在实际应用中,往往采用多种阻燃剂,以两种以上方式协同效应达到阻燃效果。 共聚法 现行的阻燃腈纶和涤纶大多数采用共聚方法生产,其技术已较成熟。由于阻燃元素结合在成纤高分子链上,因此阻燃性能持久,对纤维的其他性能影响较小,采用这种方法生产的阻燃腈纶通常称为改性腈纶。 共混法 共混法技术具有生产简便、品种更换灵活等特点,因此是阻燃纤维开发的重要技术路线,几乎所有阻燃化学纤维均可采用这种方法制备。 接枝法 主要用于制备阻燃涤纶或混纺织物,其方法有化学法、辐射法和等离子体法,接枝体都为具有不饱和双键的化合物。接枝法技术使用灵活,既可用于纤维也可用于织物的阻燃,但因成本高、设备较复杂而还没有工业化。 皮芯复合纺丝法 以共混或共聚阻燃高聚物为芯、普通高聚物为皮,通过复合纺丝制成的阻燃复合纤维可避免阻燃纤维变色和耐光性差的问题,提高阻燃性能的稳定性和染色性能,但加工设备要求高。 本质阻燃纤维 按性能分类,阻燃纤维可分为阻燃常规改性纤维和阻燃高性能纤维,阻燃常规改性纤维以阻燃涤纶和腈纶产量最大,由于航空航天等尖端高技术和军事工业发展的需要,阻燃高性能纤维得到越来越广泛的应用。阻燃高性能纤维主要包括芳香族聚酰胺Nomex和Kevlar,聚酰亚胺如法国的Kermal,聚砜酰胺,聚芳酣,聚酚醛树脂,聚四氟乙烯,以及陶瓷、玻璃等纤维。 织物的阻燃整理 织物的阻燃整理是通过吸附沉积、化学键合、粘合作用使阻燃剂覆在织物上。当遇到火种时发生物理和化学反应,从而达到阻燃效果。 喷涂 适宜于不需洗涤织物或洗涤次数极少的装饰织物和建筑用织物,如地毯、墙布等。喷涂加工后一般不经水洗等后处理,对阻燃剂的选择要求不高,工艺简单,操作简便。 浸轧和浸渍 适宜于加工睡衣、床上用品和家具用品等,也可加工外衣。要求阻燃剂的耐洗牢度优良。可结合其他特种功能――浴浸轧型整理,也可分步加工。此种加工方式工艺复杂,适用范围广,成本较喷涂高。 涂层 适宜于加工劳动保护服,以及装饰织物。对阻燃剂的选择要求较高,要求阻燃性和耐热性好。在加工过程中,一般与其他特种功能涂层同时进行。 3 阻燃织物的测试 GB/T17591―2006《阻燃织物》标准规定了阻燃织物的产品分类、技术要求、试验方法、检验规则、包装和标志,适用于装饰用、交通工具内饰用、阻燃防护服用的机织物和针织物。 评判标准 评判织物的阻燃性能通常采用两种标准:一是从织物的燃烧速度来进行评判,即经过阻燃整理的面料按规定的方法与火焰接触一定的时间,然后移去火焰,测定面料继续有焰燃烧的时间和无焰燃烧的时间,以及面料被损毁的程度。有焰燃烧的时间和无焰燃烧的时间越短,被损毁的程度越低,则面料的阻燃性能越好;反之,则表示面料的阻燃性能不佳。 另一种是通过测定样品的极限氧指数来进行评判。面料燃烧都需要氧气,氧指数LOI是样品燃烧所需氧气量的表示,故通过测定氧指数即可判定面料的阻燃性能。氧指数越高则说明维持燃烧所需要的氧气浓度越高,即表示越难燃烧。该指数可用样品在氮、氧混合气体中保持燃烧所需氧气的最小体积百分数来表示。从理论上讲,纺织材料的氧指数只要大于21%,其在空气中就有自熄性。根据氧指数的大小,通常将纺织品分为(LOI<20%)、可燃(LOI=20%~26%)、难燃(LOI=26%~34%)和不燃(LOI>35%)4个等级。事实上,几乎所有常规纺织材料都属易燃或可燃的范围。 测试方法 燃烧试验方法主要用来测试试样的损毁长度、面积,续燃时间和阴燃时间,火焰蔓延速率等指标。 根据试样与火焰的相对位置,可分为垂直法、倾斜法和水平法。国际上对纺织材料的燃烧性能测试方法的标准化已经相当全面和完善,包括ISO、ASTM、BS、JIS在内的国际和国外先进标准都各自有10余项相关的测试方法标准,如:GB/T5454―1997《纺织品燃烧性能试验氧指数法》、GB/T5455―1997《纺织品燃烧性能试验垂直法》、GB/T5456―2009《纺织品燃烧性能试验垂直方向火焰蔓延性能的测定》,GB14645《纺织织物 燃烧性能 45°方向损毁面积和接焰次数测定》,FZ/T01028《纺织织物 燃烧性能测定 水平法》等。 中国目前对于服装阻燃性能的测试主要采用GB/T5455―1997《纺织品燃烧性能试验垂直法》。其原理是将一定尺寸的试样垂直于规定的燃烧试验箱中,用规定的火焰点燃12 s除去火源后,测定试样的续燃时间和阴燃时间,阴燃停止后,按规定的方法测出损毁长度。 4 阻燃纺织品的发展趋势 随着纺织技术的快速发展,我国的阻燃纺织品近年来也获得了长足的进步,并呈现出不同的发展趋势。 功能复合化 阻燃功能纺织品除早期的阻燃防热辐射、阻燃抗静电以外,近年来根据纺织品面料应用场所不同提出了新的要求,如日本专利报道的用于浴室等潮湿环境下的窗帘、帷幕等,除阻燃外,还要求防霉和拒水;用于服用、沙发和床单等面料要求阻燃外还需具有卫生保健功能。在军事领域,作战服和军事装备的伪装材料不仅要求具有阻燃性,还要求具有防伪功能。在我国,阻燃抗静电纺织品研究较成熟,对阻燃拒水和拒油产品也有研究,具有卫生保健功能的纺织品开发值得关注。 绿色环保化 阻燃纤维的绿色化,是指减少生产过程对环境和操作人员的毒害作用,防止纤维对穿用人产生不良影响,火灾发生时,不会产生“二次毒害”。这是因为,阻燃纤维所用阻燃剂一般含有卤、磷、硫等元素,大都具有较大的毒性,在阻燃剂合成和纤维生产过程中会对操作人员产生一定的毒害作用,其“三废”的排放会带来较严重的环境污染。从环境保护、人类安全和阻燃效率的角度出发开发无卤、高效、低烟、低毒的环境友好型阻燃纺织品是未来的发展趋势。有机硅系阻燃剂作为典型的无卤阻燃剂,具有高效、无毒、低烟、无污染的特点,并具有改善分散性和加工性能的特点。 高技术化 高技术纤维是随着高新产业的发展需要而开发出来的一系列具有高性能、高功能的纤维。高技术纤维在生产工艺中应用发展了一系列新技术,如静电纺丝、凝胶纺丝、膜裂纺丝、液晶纺丝、离心纺丝等,给合成纤维工业带来新的生命。高技术耐高温阻燃纤维是其中的一个重要分支,高技术型阻燃纤维由于自身独特的化学结构,无须添加阻燃剂或进行改性,本身就具有耐高温阻燃的特性。如聚丙烯腈预氧化纤维(OPANF)、聚苯并咪唑(PBI)纤维、聚间苯二甲酞二胺(MPIA)纤维、三聚氰胺缩甲醛纤维(MF)等。 舒适型阻燃纤维 在高温、强热辐射及有明火的环境中,作业人员必须穿着阻燃防护服或热防护服。在上述条件下,人的热负荷过高,难以长时间坚持正常的工作效能。因此对于阻燃纺织品而言,必须兼顾纺织品的舒适性。对于阻燃纤维而言则应兼顾阻燃性能、可纺性能和热湿舒适性能。 参考文献: [1]邱发贵.阻燃纺织品加工方法及发展趋势[J].高科技纤维与应用,2007,32(5):34-36、44. [2]周向东.国内外用于纺织品阻燃剂的发展动态[J].阴燃助剂,2008,25(9):6-9. [3]LEWIN novel system for flame retarding polyamides[C].Recent advances in flame retardancy of polymeric materials Norwalk,CT:Business Comnunications Co.,2001,12:84-96. [4]方志勇.我国纺织品阻燃现状及发展趋势[J].染料与染色,2005,42(5):46-48. [5]刘立华.环保型无机阻燃剂的应用现状及发展前景[J].化工科技市场,2005(7):8-10. [6]眭伟民.阻燃纤维及织物[M].北京:纺织工业出版社,1990. [7]蔡永源.高分子材料阻燃技术手册[M].北京:北京化学工业出版社,1993. [8]位丽.国内外阻燃家用纺织品的要求及发展方向[J].纺织科技进步,2009(5):25-26、62. [9]于学成.谈织物的阻燃整理[J].丹东师专学报,2003,(6):140-141. (作者单位:浙江省纺织测试研究院)

阻燃纤维性能论文参考文献

阻燃纤维是什么呢?阻燃纤维是一种可以防止燃烧的纤维材料,这种纤维材料具有非常好的阻燃作用,可以用来制作防火材料。阻燃纤维,具有非常好的隔热性,而且还可以防静电,既可以防火也可以放电,是一种可以起到全方位保护作用的绝缘绝火纤维材料。阻燃纤维有哪些特性呢?主要纤维是一种可以起到永久防火的作用的,下面小编就来为大家详细的介绍一下阻燃纤维的特性。

一、简介

阻燃纤维是在国家“863”计划研究成果基础上开发的一种具有阻燃抗熔滴性能的高技术纤维新材料。该产品采用新一代纤维阻燃技术——溶胶凝胶技术,使无机高分子阻燃剂在粘胶纤维有机大分子中以纳米状态或以互穿网络状态存在,既保证了纤维优良的物理性能,又实现了低烟、无毒、无异味、不熔融滴落等特性。该纤维及纺织品同时具有阻燃、隔热和抗熔滴的效果,其应用性能、安全性能和附加值大大提高,可广泛应用于民用、工业以及军事等领域。

二、阻燃纤维特性

1、安全性好。纤维遇火时不熔融,低烟不释放毒气。

2、永久性的阻燃作用。洗涤和摩擦等不会影响阻燃性能。

3、环保性。以天然纤维素纤维为载体,废弃物可自然降解,符合环保要求。

4、优良的永久性阻燃防火性能。在防止火焰蔓延、烟雾释放,抗熔融,耐用性上有良好表现。

5、良好的隔热性及防静电性能。提供全方位的热保护。

6、具有天然纤维特性。织物具有天然纤维所具有的吸放湿性能,织物具有手感柔软、舒适、透气、染色鲜艳等特点。

以上就是阻燃纤维的特性介绍,大家现在了解什么是阻燃纤维了吗?阻燃纤维的安全性是很好的,这种纤维遇盗火的时候一般不会燃烧,而且燃烧了也不会释放毒气。阻燃纤维,可以起到一个非常良好的阻燃作用,而且是非常环保的,是目前用来制作防火材料的最优材料。阻燃纤维也有非常好的隔热性,而且采用的是天然的纤维材料,现在大部分绝缘材料都采用阻燃纤维制作。

高性能纤维性能分析【摘要】分析了碳纤维、超高强聚乙烯纤维、芳香族聚酰胺纤维、聚对苯撑苯并双恶唑 (POB)纤维和 M5 纤维等高性能纤维的重要特性以及它们的应用状况。 【关键词】高性能纤维;先进复合材料;分子结构;重要特性;应用 [中图分类号]TS102,528 [文献标识码]A [文章编号]1002-3348(2005)01-0054-04 高性能纤维 (High-Performance Fibers)是从 20 世纪 60 年代开始研发并推广的纤维材 料, 它的出现使传统纺织工业产生了巨大变革。 所谓高性能纤维是指有高的拉伸强度和压缩 3 强度、耐磨擦、高的耐破坏力、低比重(g/m )等优良物性的纤维材料,它是近年来纤维高分 子材料领域中发展迅速的一类特种纤维。 高性能纤维可用于防弹服、 蹦床布等特种织物的加 工及纤维复合材料中的加固材料,其发展涉及许多不同的领域。本文分析和比较了碳纤维、 超高强聚乙烯纤维、芳香族聚酰胺纤维、聚对苯撑苯并双恶唑(PBO)纤维、M5 纤维等高性能 纤维的特性以及它们的应用状况。 1 高性能纤维 1·1 高性能纤维分类 无机纤维:碳纤维、硼纤维、陶瓷纤维等。 有机纤维:超高强聚乙烯纤维(HPPE)、芳香族聚酰胺纤维、聚对苯撑苯并双恶唑(PBO) 纤维、M5 纤维等。 1·2 碳纤维 碳纤维的生产始于 20 世纪 60 年代末 70 年代初, 由有机纤维如腈纶(PAN)纤维、 粘胶纤 维或沥青纤维经预氧化、 炭化和石墨化加工而成。 碳纤维的石墨六方晶体结构决定了其强度 大、模量高等优良性能,如日本东丽公司生产的 T-400 碳纤维,拉伸强度可达 ,断 裂伸长率为 。碳纤维不燃烧,化学性能稳定,不受酸、盐等溶媒侵蚀。 1·3 超高强聚乙烯纤维 高强高模聚乙烯在 20 世纪 70 年代出现, 具有超高分子量, 高取向度, 且分子间距很近, 3 使纤维具备高强高模的特征, 其密度具有 , 是唯--能浮在水面上的高强高模纤维。 除此之外,其他机械性能亦比较突出,如良好的韧性和耐疲劳性能,耐高速冲击性等。 1·4 芳香族聚酰胺纤维 20 世纪 70 年代,人们开始从事液晶态纺丝技术的研究,用于纺制高性能纤维,与普通 纺丝的分子结构截然不同,液晶态纺丝时形成的分子链只有刚棒状高取向的有序结构。 图 1 液态高聚物分子的构型示意图 (a)为典型普通大分子,为无规则线团;(b)为刚性大分子, 在没有良好侧向作用和导向情况下的状态;(c)为无规的棒状 液晶;(d)为向列型液晶 芳香族聚酰胺是最为人所熟知的,通过液晶纺丝纺制的高性能纤维,如 Kevlar(聚对苯 二甲酰对苯二胺纤维)、 Twaron(聚对苯二甲酰间苯二胺纤维)、 Technora(聚对苯二甲酰对苯 二胺纤维)等,如图 3 所示,为芳香族聚酰胺高结晶和高取向分子结构。这类纤维性能比较 均衡,具有高强伸性能, 高韧性、耐腐蚀、耐冲击、较好的热稳定性,不导电,除了强酸和强碱外,具有较强的抗化 学性能。 图 3 芳香族聚酰胺晶体结构图 聚对苯撑苯并双恶唑(PBO)纤维 1998 年国际产业纤维展览会上,日本东洋纺展出了商品名为 Zylon 的 PBO 纤维,其化 学名为聚对苯撑苯并双恶唑,化学结构为: 1·5 PBO 纤维采用液晶纺丝法纺丝,由苯环和苯杂环组成的刚棒状分子结构以及分子链的高 取向度, 决定了它的优良性能。 PBO 初纺普通丝(AS 丝-标准型)就具有 以上的强度 和 以上弹性模量, 经热处理后可得到强度不变、 模量达 的高模量丝 (HM 丝-高模量型)。PBO 作为一种新型高性能纤维,具有高强度、高模量、耐热性、阻燃性 4 大特点,其强度与模量相当于 Kevlar (凯夫拉)的 2 倍,限氧指数(L01)为 68,热分解温 度高达 650℃,在有机纤维中为最高,被认为是目前具有最高耐热性能的有机材料之一。 表 1 PBO 纤维的性能 性能 PBO 一 AS PBO—HM 密度(g/cm3) 抗拉强度(GPa) 拉伸模量(GPa) 180 280 断裂延伸率(%) 热分解温度(℃) 650 650 L01(%) 68 68 表 2 PBO 纤维与其他纤维的主要性能比较 性能 PBO-HM Kevlar-49 宇航级碳纤维 密度(g/cm ) 纤维直径(?m) 抗拉强度(Gpa) 拉伸模量(CPa) 断裂延伸率(%) 3 24 280 12 115 6 230 热分解温度(℃) 650 550 一 1·6 M5 纤维 PBO 纤维推出的几年后,阿克卓·诺贝尔(Akzo Nobel)公司开发了一种新型液晶芳族杂 环聚合物:聚[2,5-二烃基-1,4-苯撑吡啶并二咪唑],简称 "M5"或 PlPD,化学结构为: M5 纤维的结构与 PBO 分子相似——刚棒结构。 M5 分子链的方向上存在大量的-OH 和-NH 在 基团,容易形成强的氢键。如图 4 所示,与芳香族聚酰胺晶体结构不同,M5 在分子内与分 子间都有氢键存在,形成了氢键结合网络。 图 4 为 M5 纤维沿分子链轴方向的晶体结构,虚线为氢键。 图 4 M5 晶体结构 比较图 3 与图 4 可以清楚地看出,M5 大分子所形成的双向氢键结合的网络,类似一个 蜂窝。这种结构加固了分子链间的横向作用,使 M5 纤维具有良好的压缩与剪切特性,压缩 和扭曲性能为目前所有聚合物纤维之最。 2 高性能纤维特性分析比较 碳纤维石墨层面上碳-碳共价交键的存在,使作用于碳纤维上的应力,从一个石墨层转 移到相邻层面, 这些共价交键保证了碳纤维具有高的拉伸模量和压缩强度。 但这些共价键为 纯弹性键,一旦被打破,不可复原,即不显示任何屈服行为。所以碳纤维受力时,应力-应 变曲线是线性关系,纤维断裂是突然发生的。 有机纤维的性能取决于分子结构、分子链内键及分子链间结合键。如前所述,超高强聚 乙烯纤维、PBO 纤维都具有优良的性能,但由于超高强聚乙烯纤维大分子链间的结合键为弱 的范德华键,使其纤维易产生蠕变,压缩强力较低,另外超高强聚乙烯纤维耐热性和表面粘 合性有限,因而不适合用作加固纤维。而 PBO 纤维也因大分子链间没有形成氢键结合、作用 力较弱,使得其压缩和扭曲性能较低,加之纤维表面惰性强,与树脂的结合能力较差,在复 合材料成型过程中,有明显的界面层,从而影响也限制了 PBO 的应用。 芳香族聚酰胺纤维高结晶度、高取向度的分子结构,使其具有高强伸性能,也是由于大 分子链间弱的作用力 (范德华键),造成大分子链间剪切模量及压缩强度低。芳香族聚酰胺 纤维由氢键结合成的薄片状结构在受压缩载荷作用时易塑性变形, 薄片相对容易断开, 在严 重过载时会出现原纤化,最终导致压缩失效。 分子链间结合键以 M5 比较理想, M5 大分子间和大分子内的 N-H-O 和 O-H-N 的双向氢 在 键结构,是其具有高抗压性能的原因所在,热处理后的 M5 纤维,拉伸模量可达 360GPa,拉 伸强度超过 4GPa,剪切模量和抗压强度可达 7GPa 和 。此外 M5 而大分子链上含有羟 基,使它与树脂基体的粘结性能优良,采用 M5 纤维加工复合材料产品时,无需添加任何特 殊的粘合促进剂,且具有优良的耐冲击和耐破坏性。有资料显示,以 M5 为加固纤维的复合 材料,在压缩过载的情况下,测试样品仍能继续承受显著的(压缩)载荷,与之相比,碳纤复 合材料会粉碎,而芳香族聚酰胺复合材料则会被挤成纤丝状薄片(原纤化)。如图 5、图 6 分 别为一个碳纤维和一个 MS 纤维复合材料的失效测试条,显示了脆性与韧性失效之间的明显 差异。此外,M5 纤维的刚棒结构又决定了它有高的耐热性和高的热稳定性,空气中热分解 温度达到了 530℃,超过了芳香族聚酰胺纤维,与 PBO 接近,极限氧指数(LOI)为 59,在 阻燃性方面也优于芳纶。 图 5 碳纤维复合材料测试条的失败 图 6 M5 纤维料测试条的失败 表 1 为几种高性能纤维力学及物理特性。 表 1 高性能纤维的力学和物理特性 特性 高 强 度 超高强聚 高 模 量 芳 香 族 高 模 量 高模量 M5 纤 碳纤维 乙烯纤维 聚酰胺纤维 PBO 纤维 维(实验值) 抗拉强度(GPa) 伸长率(%) 拉伸模量(GPa) 压缩强度(GPa) 压缩应变(%) 密度(克/cm ) 标准回潮率(%) 限氧指数(LOI) 3 230 一 一 一 一 一 115 29 280 68 330 59 空气中热老化起 800 150 450 550 530 始温度(℃) 从表 1 看,M5 纤维的各种性能指标都接近或超过其它高性能纤维,为综合性能优良的 高性能纤维。 3 应用与前景 目前超高强聚乙烯纤维的应用主要是加工防弹用特种织物、防弹板、渔业用绳网、极低 温绝缘材料、混凝土补强加固用试验片材、光缆补强材料、降落伞绳带、汽车保险杠等。芳 香族聚酰胺纤维常见的品种 Kevlar、Twaron、Technora 纤维等,主要应用有作为复合材料 的增强体、渔业工业等用绳网、防弹服、防弹板、头盔、混凝土补强材料等。碳纤维的优良 特性使其广泛用于航空、航天、军工、体育休闲等结构材料,应用于宇宙机械、电波望远镜 和各种成型品,还有直升飞机的叶片、飞机刹车片和绝热材料、密封填料和滤材、电磁波屏 蔽材料、防静电材料、医学材料等。PBO 纤维从问世以来就受到人们的关注,其应用主要有 防冲击方面的加固补强材料、复合材料中的加固材料,用于防护的防弹服、防弹头盔、消防 服、高性能及耐高温传动带、轮胎帘子线、光纤电缆承载部分、架桥用缆绳、耐热垫材等。 与各种高性能纤维相比,M5 纤维的综合性能更优越,这使得它的应用领域更广泛。尤 其是 M5 纤维的抗冲击力和耐破坏性,使它在制造经济、高效的结构材料方面有广阔的应用 前景,如应用于航空航天等高科技领域,在高性能纤维增强复合材料中 M5 也具有很强的竞 争力。当前 M5 纤维的研究比较活跃,随着研究的深人,其性能和应用将得到不断的提高和 拓展。 高性能纤维的不断创新是高性能产业用纺织品及复合材料用纤维领域的重要进步, 随着 世界高新技术、纤维合成与纺丝工艺的发展,以及军事、航空航天、海洋开发、产业应用的 迫切需要,高性能纤维的开发与应用前景将更为广阔。新型高性能纤维M5的研究与应用摘要:本文介绍了一种新型液晶芳族杂环聚合物,聚(2,5-二羟基-1,4-苯撑吡啶并二咪唑){poly[2,6-diimidazo(4,5-b:4',5'-e)pyridinylene-1,4(2,5-dihydroxy)phenylen],PIPD}纤维(简称M5).简述了M5纤维的制作方法,M5纤维特殊的分子结构特征,并通过与其它高性能纤维的比较,阐述了M5纤维优良的性能,特别是其良好的压缩与剪切特性.除此之外,M5纤维的高极性还使其更容易与各种树脂基体粘接,这使M5纤维的综合机械性能比目前其它高性能纤维都好.文中还展望了M5纤维的应用前景.前言近年来,随着对有机高性能纤维的不断深入研究,在刚性高性能纤维领域已经取得了很大的进展.但大多数高性能纤维,因分子间结合力的薄弱而导致某些力学性能上的不足,如PBO纤维大分子链间较弱的结合力,使其压缩和扭曲性能较差.纤维材料的压缩性能,主要取决于纤维大分子之间的相互作用程度[1,2].通常纤维扭转模量可作维表征大分子之间相互作用程度的一个量度.因此,如何增强大分子链之间的相互作用,已成为进一步强化刚性聚合物纤维力学性能的一个重要问题.作为Akzo-Nobel实验室的研究成果,一种新型的高性能纤维,即著称的M5已经被研究出来.聚合物是聚(2,5-二羟基-1,4-苯撑吡啶并二咪唑){poly[2,6-diimidazo(4,5-b:4',5'-e)pyridinylene-1,4(2,5-dihydroxy)phenylen],PIPD}纤维(简称M5)[3].由于M5纤维沿纤维径向即大分子之间存在特殊的氢键网络结构,所以M5纤维不仅具有类似PBO纤维的优异抗张性能,而且还显示出优于PBO纤维的抗压缩性能.1高性能纤维 单体的选择及M5的合成[4]在M5聚合物的制备过程中,其关键步骤是单体2,3,5,6-四氨基吡啶(2,3,5,6-tertraaminopyridine,TAP))的合成.TAP可由2,6-二氨基吡啶(2,6diaminopyridine,DAP)经硝化还原后制成,反应方程式如下所示:在M5的合成过程中,TAP需经盐酸化处理并以盐酸盐形式参与聚合反应.若TAP直接以磷酸盐的形式参与反应,不但可以避免盐酸腐蚀作用,还可以加快聚合反应速度,但却易发生氧化作用.另一单体2,5-二羟基对苯二甲酸(2,5-Dihydroxyterephthalicacid,DHTA)的合成也是制备M5聚合物的重要环节,可由2,5-二羟基对苯二甲酸二甲酯(2,5-dihydroxy-1,4-dimethylterephthalate,DDTA)水解后制得,反应方程式如下所示:M5纤维的聚合过程与聚对苯撑苯并二恶唑(poly(p-phenylenebenzobisoxazole),PBO)相似,可将TAP和DHTA两种单体按一定的等当比同时加入到聚合介质多聚磷酸(polyphosphoric acid,PPA)中,脱除HCI后逐渐升温至180℃,反应24h,得到M5聚合物,反应方程式如下所示:2 M5的分子结构特征及聚合物的聚集态结构 M5的分子结构特征M5纤维在分子链的方向上存在着大量的-OH和-NH基团,容易在分子间和分子内形成强烈的氢键.因此,其压缩和扭曲性能为目前所有聚合物纤维之最.M5纤维的刚棒状分子结构特点决定了M5纤维具有较高的耐热性.由于M5大分子链上含有羟基,M5纤维的高极性使其能更容易与各种树脂基体粘接.图1热处理后PIPD-HT单斜晶胞的双向氢键网络晶体结构示意图[5].图2热处理后PIPD单斜晶胞沿C轴的分子结构示意图[5].图1和图2都显示了热处理后PIPD纤维的微观二维结构,即在大分子间和大分子内分别形成了N-H-O和O-H-N的氢键结构,这种双向氢键的网络结构正是M5纤维具有高抗压缩性能的原因在.图1 热处理后PIPD-HT单斜晶胞的双向氢键网络晶体结构示意图图2 热处理后PIPD单斜晶胞沿C轴的分子结构示意图 M5的聚集态结构图3 PIPD-AS沿C轴方向的分子结构示意图如图3所示,为含有21%左右水分子的PIPD-AS纤维的结晶结构.由于PIPD-AS纤维中存在着大量的水,因而使得PIPD-AS纤维有很大的质量热容,而且具有良好的耐燃性能.表2和表3所列出的实验结果也证实了这一结论[16,19].如图4所示,为不同热处理温度的PIPD-AS纤维WAXD图[16].从图4可以看出,PIPD-AS纤维在热处理过程中晶体中的水分被脱出,变成无水聚合物晶体,从而在垂直于纤维方向的平面内形成二维氢键网状结构.有实验表明,经过热处理后PIPD纤维的结晶度和取向度都有很大的提高.图4 不同热处理温度的PIPD-AS纤维WAXD图Klop EA等[22]通过PIPD晶体结构的X射线衍射实验研究发现,因PIPD试样的处理温度不同,在PIPD的分子内部可出现不同形式的结晶结构—单斜结晶晶胞和三斜结晶晶胞(如图5和图6所示).单斜和三斜的晶胞参数分别为:单斜结晶: a= ,b= ,c= ,=90°,=107°,=90°三斜结晶:a= ,b= ,c= ,=84,=110°,=107°Takahashi等[20,21]采用中子方法测得的PIPD-HT晶胞参数为:a= ,b= ,c= ,=84°,=°,空间结构为P21/,单斜晶胞区别于三斜晶胞的不同之处在于,三斜晶胞的氢键网络结构仅仅是靠沿对角线平面的大分子连接的,而单斜晶胞可在垂直于纤维方向的平面内形成了二维氢键网络结构,显然这种二维氢键网络结构,使得M5具有其它高性能纤维所无法比拟的高剪切强度,剪切模量和压缩强度.图5 PIPD单斜晶胞在ab面和ac面上的投影 图6 PIPD三斜晶胞在ab面上的投影3 M5纤维的纺丝工艺[9,16] M5纤维的成形M5纤维的纺丝是将质量分数为18~20%左右的PIPD/PPA纺丝浆液(聚合物的MW为×104~×105)进行干喷湿纺,空气层的高度为5-15cm,纺丝温度为180℃,以水或多聚磷酸水溶液为凝固剂,可制成PIPD的初生纤维.其中,实验用喷丝孔直径范围为65-200 m,喷头拉伸比取决于喷丝空的直径,可达70倍,所得纤维直径为8-14 m.所得M5的初生纤维需在热水中进行水洗,以除去附着在纤维表面的溶剂PPA,并进行干燥.图7 M5纤维的热处理示意图 M5纤维的热处理为了进一步提高初生纤维取向度和模量,对初生纤维在一定的预张力下进行热处理,如图7所示.在这一过程中,M5纤维取向度将伴随着由其分子结构的改变引起的剪切模量的增加而增大.对M5初生纤维进行热处理能够改善纤维的微观结构,从而提高纤维的综合性能.M5初生纤维再进一步用热水洗涤除去残留的多聚磷酸水溶液(PPA)和干燥后,在氮气环境下于400℃以上进行大约20s的定张力热处理,最终可得到高强度,高模量的M5纤维.在此需要特别指出的是,如果热处理温度过低或处理时间过短,则PIPD-AS和PIPD-HT的转变是可逆的.因此,热处理温度与热处理时间对M5纤维的模量影响很大.4 M5纤维的性能 力学性能图8 PIPD-AS和PIPD-HT纤维的应力-应变曲线图如图8所示,热处理后的PIPD纤维同PIPD的初生纤维相比较,二者的力学性能截然不同,PIPD-AS纤维存在屈服,而PIPD-HT纤维不存在这种现象.Lammwers M[18]等研究发现,经过200℃热处理的初生纤维压缩强度由原来的提高到,而经过400℃热处理的初生纤维压缩强度由原来的提高到.显然对于PIPD的初生纤维来讲,并非热处理温度越高越好.通过用偏光显微镜观察发现:在400℃热处理的纤维中存在裂纹,这可能是导致压缩强度下降的原因,因此,热处理温度不宜太高.表1[9-14]给出了几种高性能纤维的力学性能和其它性能的对比数据,其中的力学性能包括拉伸强度,断裂伸长,模量以及抗压缩强度等.与其它3种纤维相比,M5的抗断裂强度稍低于PBO,远远高于芳纶(PPTA)和碳纤维,其断后延伸率为;与其它高性能纤维相比,M5纤维的模量是最高的,达到了350GPa;M5的压缩强度低于碳纤维,但却远远高于Twaron-HM纤维和PBO纤维,这归因于M5的二维分子结构[17].表1 M5纤维与其它高性能纤维的比较纤维拉伸强独/Gpa断裂伸长/%初始模量/ Gpa压缩强度/ Gpa压缩应变/ %密度/()回潮率/%纤维空气中的热稳定性/℃LOI/%电导性抗冲击性抗破坏性编制性能耐紫外性Twaron-HM45029-++++-C-HS800N/A++------++PBO55068-++N/A+/---M5530>50-+++++++M5纤维特殊的分子结构,使其除具有高强和高模外,还具有良好的压缩与剪切特性,剪切模量和压缩强度分别可达7GPa和,优于PBO纤维和芳香族聚酰胺纤维,在目前所有聚合物纤维中最高.图9 M5纤维的轴向压缩SEM图一般来讲,当高性能纤维受到来自外界的轴向压缩力时,其纤维内部的分子链取向会因轴向压缩力的存在而发生改变,即沿着纤维轴向出现变形带结构.而对M5纤维来讲只有当这种轴向压缩力很大时才会出现这种结构[11].如图9所示,当M5纤维受到外界的轴向压缩力时,压缩变形后的M5纤维中也会出现一条变形带结构,但与其它高性能纤维(如PBO)相比较,M5纤维的变形程度要小很多. 阻燃性能表2 PIPD-AS和PIPD-HT纤维耐燃性能的重要参数[5]试样PHRR①(kWm-2)TTI②(s)SEA③FPI④(sm2kW-1)残留量(%)注:①热量释放最大速率(PHRR);②引燃时间(TTI);③比消光面积(SEA);④耐燃性能指数(FPI)表2所列数据是热量计热流为75kW/m2时测得的,也就是在试样表面温度为890℃左右时测得的值.纤维试样放在一块1cm2的线网上.试样原始重量在之间.从表2可以看出,PIPD-AS纤维热量释放最大速率(PHRR)为,也就是说单位时间内PIPD-AS释放出最小的热量,与其它高聚物相比是一种较好的阻燃剂用材料.PIPD-AS纤维的点燃时间最长为77s,远高于Nomex纤维.SEA是用来衡量单位物质燃烧时产生的烟雾量,PIPD-AS纤维达到了224m3/kg,而Nomex纤维为38670m3/kg,二者相比PIPD-AS纤维的SEA值远低于Nomex纤维,说明PIPD-AS纤维燃烧时产生的烟雾量要远少于Nomex纤维.同表2中的其它高聚物相比,PIPD-AS纤维的耐燃性能指数(FPI)最高为.从表2中各项耐燃性能参数可以看出PIPD纤维在耐燃性方面,要好于其它高性能纤维,即PIPD纤维在耐燃性方面将具有较好多应用前景.M5纤维的刚棒状分子结构决定了它具有较高的耐热性和热稳定性.从表2中可以看出,PIPD-HT纤维具有与聚对苯亚基苯并双嗯哇(PBO)纤维相似的FPI值,但它在燃烧过程中更不容易产生烟.M5在空气中的热分解温度为530℃,超过了芳香族聚酰胺纤维,与PBO纤维接近.M5纤维的极限氧指数(LOI)值超过50,不熔融,不燃烧,具有良好的耐热性和稳定性[7]. 界面粘合性能与PBO,聚乙烯或芳香族聚酰胺纤维相比,由于M5大分子链上含有羟基,M5纤维的高极性使其能更容易与各种树脂基体粘接.采用M5纤维加工复合材料产品时,无需添加任何特殊的粘合促进剂.M5纤维在与各种环氧树脂,不饱和聚酯和乙烯基树脂复合成形过程中,不会出现界面层,且具有优良的耐冲击和耐破坏性[6,8]. 热力学性能图10 四种不同含水量M5纤维的DSC扫描图图10为[19]等用SetaramC80D热量计测得的四种不同含水量M5纤维的DSC谱图.研究发现将1g试样材料放在一个开放的测试槽内,以℃/min的速度,在30℃-200℃范围内得到一张扫描图,如图5所示.从DSC谱图可以看出,四种不同含水量M5纤维的吸热峰面积及位置与开放测试槽内水分的蒸发有关.从表3可以看出,含有结晶水的M5初生纤维的热吸收值与不含结晶水的M5纤维的热吸收值之间存在着较大的差别,而PIPD初生纤维和PIPD HT试样的热吸收值之间几乎没有什么差别.通过以上研究发现完全干燥的PIPD初生纤维的晶体结构与PIPD-HT试样结构类似.表3 不同含水量的PIPD纤维的热吸收值试样热吸收值(J/g)PIPD初生纤维(含水量20%)637PIPD初生纤维(干燥)163PIPD HT(含水量7%)378PIPD HT(干燥)1855 应用及展望作为一种先进复合材料的增强材料,M5纤维具有许多其它有机高性能纤维不具备的特性,这使得M5纤维在许多尖端科研领域具有更加广阔的应用前景;M5纤维可用于航空航天等高科技领域;用于国防领域如制造防弹材料;用于制造运动器材如网球拍,赛艇等.M5纤维特殊的分子结构决定了其具有许多高性能纤维所无法比拟的优良的力学性能和粘合性能,使它在高性能纤维增强复合材料领域中具有很强的竞争力.与碳纤维相比,M5纤维不仅具有与其相似的力学性能,而且M5纤维还具有碳纤维所不具有的高电阻特性,这使得M5纤维可在碳纤维不太适用的领域发挥作用,如电子行业.由于M5大分子链上含有羟基,M5纤维的高极性使其能更容易与各种树脂基体粘接.正是由于M5纤维具有许多其他高性能纤维所无法比拟的性能和更加广阔的应用前景,这使得众多的科研工作者都积极地致力于M5纤维的研究.相信在不久的将来,随着对M5纤维研究的进一步深入,作为新一代的有机高性能纤维—M5纤维必将得更加广泛的应用.

我国纺织品阻燃整理技术的现状及发展趋势近年来,世界各国因纺织品引起的火灾不断增加。我国这十几年来,平均每年发生的火灾次数为3—4万起,死亡人数2—3千人,火灾损失折款2—3亿人民币。1985年,哈尔滨天鹅饭店大火死亡十人,受伤七人,直接经济损失万元;1994年,克拉玛依大火,死伤300多人,都是因纺织品燃烧引起的。我国纺织品阻燃整理技术发展概况我国纺织品阻燃技术始于50年代,以研究棉织物暂时性 阻燃整理起步,但发展缓慢。60年代才出现耐久性纯棉阻燃纺织品。70年代开发了Pyrovatex CP型阻燃剂,并开始了对合成纤维及混纺织物阻燃技术研究阶段。80年代, 我国阻燃织物进入了新的发展时期,许多单位开发了棉、涤及混纺织物的阻燃剂及整理技术和阻燃合成纤维。阻燃纤维的研究开发——我国阻燃纤维的研究开发起步于70年代;80年代至今,上海、吉林、山东、广东、天津、四川、北京、江苏等省市的一些科研单位、院校及工厂相继对阻燃纤维 进行了小试研究,涤纶和丙纶已形成批量生产能力,但总体说来,阻燃纤维产品仍处在研究和试阶段。所用的阻燃剂大多是磷、卤素的有机物或有机物加无机物,个别的用高分子物, 如环状芳香族磷酸酯、羟乙基四溴双酚A(涤纶);氯化聚两烯、六溴环癸烷、乙二酸(五溴苯 )酯、磷酸三溴苯酯-氯化石蜡、六氯环戊二烯的二聚物等(丙纶);含增效剂的卤化物体系 、有机磷化物(锦纶);氯乙烯、偏二氯乙烯、溴乙烯、五氧化二锑等(腈纶)及苯氧基磷腈、噻嗡磷酸酯(粘胶)等。通过小试或中试鉴定的单位有:A.阻燃涤纶:吉林纺织设计院,青岛大学纺织服装学院(原山东纺织工学院)、上海化纤公司、天津化纤研究所、江苏纺研所等。B.阻燃丙纶:南京化 工设计研究院、北京化纤研究所、江苏纺研所、天津合成材料研究所、山东化纤所、山海关化纤厂、广州化纤所等。C.阻燃锦纶:成都科大、四川维纶厂等。D.阻燃腈纶:上海合纤所 、上海金山石化、山西煤化所、山东工业大学等。E.阻燃粘胶:上海纺研院、丹东化纤厂、南京化纤厂、上海第三化纤厂、福建南平化纤厂等。一.绵织物的阻燃整理棉织物的阻燃整理发展很快,目前国内比较成熟,阻燃剂基本可以自给 ,可以工业化生产。纯棉耐久性阻燃整理大体有下列三种方法:A.Proban/氨熏工艺,Proban法是英国Wilson公司首先用于工业化生 产,传统的Proban法是阻燃剂THPC(四羟甲基氯化眆)浸轧后焙烘工艺,改良的 方法是Proban/氨熏工艺,工艺流程为:浸轧阻燃整理→烘干→氨熏→氧化→水洗→ 烘干。国内计有北京光华、江阴印染厂、鞍山棉纺印染厂等引进国外的助剂和设备进行生产。这是目前公认的阻燃效果好、织物降强小、手感影响少的工艺。但由于设备问题限制了其 推广。B.Pyrovatex CP整理工艺。国内已有上海农药厂、常州化工研究所、天津合 材所、华东理工大学、青岛纺织服装学院等单位生产该助剂。产品的阻燃性能较好,耐久性好,可耐家庭洗涤50次甚至200次以上,手感良好,但强力降低稍大。国内使用该类阻燃剂 的厂家二、三十家。C。纯棉暂时性、半耐久性阻燃整理——电热毯、墙布、沙发布等织物的阻燃耐洗次数要求不是很 高,这类产品做暂时性或半耐久性阻燃整理即可。即能耐1—15次温和洗涤,但不耐皂洗。 主要有硼砂-硼酸工艺、磷酸氢二铵工艺、磷酰胺工艺、双氰胺工艺等。上述工艺应用在纯棉织物上工业化生产的不多。青岛大学纺织服装学院的SFR-203属半耐久性阻燃整理 剂。二.毛织物的阻燃整理羊毛具有较高的回潮率和含氨量,故有较好的天然阻燃性,但若要求更 高的标准,则需进行阻燃整理。最早的羊毛阻燃整理是采用硼砂、硼酸溶液浸渍法,产品用于飞机上的装饰用布。这种方法阻燃效果良好,但不耐水洗。60年代后采用THPC处理, 耐洗性较好,但工序繁复,手感粗糙,失去了毛织物的品格。国际羊毛局研究的方法是采用钛、锆和羟基酸的络合物对羊毛织物整理,获得满意的阻燃效果,且不影响羊毛的手感,故 得到普遍采用。主要有钛、锆、钨等金属络合整理剂。80年代后期以来,国内有几个单位研究开发毛用阻燃剂及整理工艺,获得了满意的结果。天津合成材料研究所研制了复合型WF R-866系列阻燃剂,一种为WFR-866F(以氟的络合物为主要成份),一种为WFR-866B(以含溴羟基酸为主要成份)。天津仁立毛纺厂、北京制呢厂、北京毛纺厂 均采用庐阻燃剂处理精、粗纺产品。青岛大学纺织服装学院研制了SFW系列毛用阻燃剂,与济宁毛纺厂、潍坊第二毛纺厂合作开发纯毛阻燃产品,产品阻燃性能达到和超过了国内外 同类产品水平。目前,纯毛阻燃织物主要应用于飞机舱内、高级宾馆等地毯、窗帘、贴墙材料及军队校官以 上军服。合成纤维及其混纺织物的阻燃整理三.涤纶织物的阻燃整理涤纶织物的阻燃整理到目前为止 ,还没有找到一种适宜的理想阻燃剂。三(2.3-二溴丙基)磷酸酯(TDBPP)对涤 纶阻燃有一定效果,但有致癌作用。美国莫倍尔公司(Mobilchemco)推出一种 Antiblaze 19T阻燃剂,适于100%涤纶织物,效果较好,毒性不大。国内常州化工研究所制造的FRC-1即属同类产品,常州针织总厂、上海针织厂用该阻燃剂生 产纯涤纶针织品。此外对含溴、锑化合物的整理剂如十溴联苯醚、六溴环十二烷、三氧化二锑、五氧化二锑等都进行了研究,在工作液中添加粘合剂,将阻燃剂粘合于织物上。但总的 来说,整理织物阻燃性尚可,但手感硬,有白霜现象、色变等,整理液的稳定性也不好。主要原因是阻燃剂粒度大,易聚沉,且对纤维吸附性差。据国外介绍,粒子大小在15-20 nm,则阻燃效果可提高3倍,手感柔软,耐洗性也好。国内对涤纶织物进行研究的有:常州化工研究所、常州针织总厂、常熟纬编总厂、辽宁市经 编厂、中国纺织大学、青大纺织服装学院、石家庄纺织经编厂等。四.锦纶织物的阻燃整理用于其它纤维的磷、卤阻燃剂作为尼龙阻燃剂,效果不理想。河北大 学用羟甲基脲树脂处理运输带用尼龙布,效果较好。青岛大学纺织服装学院用含硫、溴、锑化合物对尼龙塔夫绸进行阻燃涂层整理,获得较好效果。五.腈纶织物的阻燃整理腈纶比涤纶、锦纶更易燃烧,氧指数仅18-18.5,是一种易燃 烧纤维。青岛大学纺织服装学院研究开发了腈纶剪绒装饰织物用系列阻燃剂,对绒面织物背面阻燃涂层,产品的氧佛数达29以上,炭长8厘米以下,基本无继然、阴燃,所研制的腈纶 剪绒装饰布可用于汽车、飞机、宾馆及家庭的沙发布、装饰布等。六.涤/棉混纺织物的阻燃整理涤/棉混纺织物的用量很大,其阻燃产品的研究也就相当活跃。涤纶和棉因是两种纤维,燃烧性能不同,同时混纺后使燃烧过程变得更为复杂。棉纤维燃烧后炭化,而涤纶燃烧时熔融滴落,由于棉纤维成为支持体,能使熔融纤维集聚,并阻止它滴落,使溶融纤维燃烧更加剧烈,即所谓“支架效应”。故涤/棉混纺织物的阻燃整理更加困难。国内陕西纺科所,解放军总后勤部装备研究所、中国纺织大学、青岛大学纺织服装学院、天津纺院、济宁印染厂等单位均对涤/棉混纺织物的阻燃整理做过研究,基本思路即是通过采用溴-锑复合体系,用轧-烘-焙工艺,产品阻燃性能较好,但手感、色泽等受到影响,还不具备工业化生产的条件。今后阻燃纺织品的发展趋势将因近年的几场特大火灾而得到推动,方法不外是开发阻燃纤维及织物阻燃整理两个方面。阻燃涤纶已在广车建成一厂,淄博也在筹建。织物阻燃整理关键在于开发适用于棉/涤混纺,锦纶,腈纶织物的阻燃剂和加工方法这必然是今后研究的重点。七.新型阻燃剂的开发应考虑织物的特点、现有的设备、耐久性及毒性等因素阻燃理论的研究。阻燃理论的研究是整个阻燃技术的基础,目前国内研究人员已开始重视。一方面要研究各类纤维、织物的燃烧理论,还要研究阻燃剂在纤维上的阻燃机理。随着测试技术手段的发展,这方面的工作已成为可能。燃烧及阻燃理论研究可为寻找新型阻燃剂、确定阻燃方法、提高阻燃水平提供理论依据,具有重要的现实意义。八.阻燃纺织品立法工作阻燃纺织品的法规包括测试方法的标准及产品法规。阻燃织物的测试方法,我国已制定了以下测试方法的标准:-85—纺织织物燃烧性能氧指数法;-85—纺织织物燃烧性垂直燃烧法; 5456-85纺织织物燃烧性测定—垂直向试样火焰蔓延性测定;-8 5纺织品及纺织制品燃烧性能—词汇表;纺织织物表面燃烧性能的测定;纺织织物燃烧性能测定—垂直试样易点燃性测定;—纺织地板覆盖物燃烧性能测定—片剂法;—纺织地板覆盖物临界辐射通量的测定—热辐射源泉法。

膨胀型阻燃剂国内外研究现状论文

近年来,频频发生的火灾深深地刺痛了公众的神经,由于我国阻燃剂的使用时间并不是很长,一些修建较早的高楼没有使用阻燃技术,所以在火灾发生时,火苗肆意扩散,人们来不及逃生,生命财产都遭受了很大的损失。同时,由于商业发展,商场的规模越来越大,装修也更加复杂,家具家电等所使用的材料有很高的可燃性,这就意味着人们的生活里存在着很多安全隐患。如今,越来越多的人开始呼吁,加强建筑的安全性刻不容缓。1 阻燃剂的分类和运用机理 阻燃剂的分类。阻燃剂有三类,分别是添加型阻燃剂、反应型阻燃剂和膨胀型阻燃剂。这三种类型是根据阻燃剂和被阻燃基材之间的联系划分的。首先,添加型阻燃剂是指阻燃剂本身和被阻燃基材之间不产生化学或物理反应,两者不改变各自的形态。其次,反应型阻燃剂是指阻燃剂和被阻燃基材之间有相互作用的关系,这种关系以一种高聚物反应为变现形式出现。第三,膨胀型阻燃剂是近年来发展起来的一种新型阻燃剂,在应用中越来越受到人们的欢迎,应用范围也比较广。 阻燃剂的运用机理。阻燃剂的运用机理分为四种,包括吸热机理、屏蔽机理、稀释机理和抑制机理。其中,吸热机理是指阻燃剂具有吸热能力,在遇到高温时能够有效的降低建筑物的表面温度,使之逐渐冷却,吸热机理是阻燃剂最基本的机理,也是提到的最多的一项。当阻燃剂遇到高温时会发生化学反应,产生特定的化合物,阻碍高温的蔓延,从而使被阻燃基材不被大火干扰。有一种阻燃剂会在产生化合物的同时分解出一定的水蒸气,使建筑保持湿润,避免高温产生的损伤。第二,屏蔽机理。屏蔽机理顾名思义,就是阻燃剂在火灾发生时,能够有效地屏蔽火势蔓延。这类阻燃剂一般是添加在涂料中,也就是建筑的最表层。第三,稀释机理。稀释机理一般是针对高楼中的家具、电器而言的,当火灾发生时,附着在建筑物表面的阻燃剂会发生分解,产生水、二氧化碳等,形成一种保护膜,对家具和电气起到了一定的保护作用。第四,抑制机理。火必须依靠氧气才能形成,可燃剂的抑制机理就是针对空气中的氧气提出来的。当火灾发生时,这类阻燃剂就能和空气中的氧气迅速结合,形成水,防止火苗的蔓延和扩大。阻燃剂的四种运用机理互相作用,可以使烟雾、毒气都得到有效抑制,减少发生火灾的可能。2 阻燃剂的应用 电线电缆。目前阻燃剂在电线电缆和钢材中的应用较为广泛。电线电缆是为人们输送电力的载体,是不能忽略的一部分。众所周知,电线电缆的保护套和绝缘层是由不导电的塑料制成,在高温天气很容易软化,遇到火灾时也基本没有招架之力。电有时候会不稳定,很容易短路,再加上天气炎热,温度较高,两者相互作用就极易产生火花,引起大火。所以,电线电缆必须选择抗燃性的材料。阻燃技术发展的最初阶段,通常是在电线电缆的保护套上涂抗燃性涂料,保护套的材料不同,所使用的抗燃性涂料的种类也不同,涂刷的分量也有区别。但是由于这种涂料黏贴性不是很好,又很难保证定期涂刷,所以效率不高。阻燃剂发展到后期,更多专业人才参与研究,他们将阻燃剂加入保护壳的材料中,使之合二为一,克服了涂刷的缺点,使阻燃剂的发展有了一个质的改变。我国目前的新兴电缆通常都会选择加入阻燃剂的保护壳,而且通常会增及一定的厚度,防止阳光暴晒保护壳变薄。 钢材。建筑物中的钢材使用量很大,一般来说,钢材不会燃烧,但是它的导热性让它成为了火灾的帮凶。而且,一旦发生火灾,温度超过700℃,钢材也会发生变形,失去承重能力,造成房屋坍塌。目前,关于如何提高钢材的抗燃性已经有了研究突破。钢材本身的结构不能发生变化,在其便面涂刷抗燃性涂料成了最好的选择。这种做法不仅经济,而且由于钢材表面比较光滑,抗燃性涂料也会黏贴的比较牢固。另外,抗燃性涂料可以改变颜色,会让钢材变得美观大方,十分实用。 木材和纸张。除了钢材,木材也是常用的建筑材料,一般家具装修中经常会使用,但是由于其遇火即燃,有很大的安全隐患。加入阻燃剂的木材能够在高温下“保持镇定”,不仅自身不会轻易燃烧,还能起到阻碍火势蔓延得效果。我国有木材专用的阻燃剂,包括聚磷酸铵阻燃剂和以氨基树脂固定阻燃剂良两种。不同的木材使用的阻燃剂不同,要根据实际情况选择合适的阻燃剂。其次,壁纸、包装纸板等纸张也是不能忽略的装修材料。不管是居民自己家,还是商场、酒店,都会在墙上贴一层壁纸,不仅美观,还耐脏。从消防的角度看,纸制品是易燃品,遇到火灾时几乎瞬间就化为灰烬,所以必须对其进行阻燃技术的深层次加工。专门用于壁纸的阻燃剂有磷系阻燃剂、氮系阻燃剂和硼系阻燃剂三种。随着技术的不断进步,科学家也研制出了更加环保的纸张专用阻燃剂,不仅提高了抗燃性,还有隔音、保温等效果,受到了环保人士的热捧。3 阻燃剂的发展趋势环保成为人们新的追求,阻燃剂也面临着“更新换代”,绿色的、无污染的高质量阻燃剂成为下一个发展目标。我国对阻燃剂的开发研究一直没有松懈过,目前,多组分阻燃剂已经出现,它克服了单组分阻燃剂的不良性能,受到很多建筑厂家的关注。多组分阻燃剂包括膨胀型阻燃体系、无卤阻燃聚合物体系、含纳米材料或者纳米技术的阻燃剂,这三种阻燃剂有更高的阻燃性,更低的污染性,而且制作成本也比较低,是比较高级的阻燃剂。另外,火灾发生时,火并不是最大的凶手,烟和有毒气体才是致人死亡的元凶。烟的移动速度特别快,一不小心就会进入人的肺部,造成中毒。如何有效的防止毒气流通也是预防火灾需要注意的问题。所以,对于建筑行业来说,不仅要阻燃,提高阻燃剂的使用率,还要就如何抑制毒气和毒烟进行更加深入的研究。4 结语阻燃剂能够有效地预防火灾,是名副其实的“消防卫士”。目前我国阻燃剂还未大规模推广应用,国家除了要加大阻燃剂的研究之外,还要及时宣传阻燃剂的作用,使人们改变原有的意识。同时,加强阻燃剂的管理,设置相应的标准,推动阻燃剂向绿色、环保的方向发展。相信经过以上的介绍,大家对阻燃剂在建筑材料防火中的应用研究也是有了一定的认识。欢迎登陆中达咨询,查询更多相关信息。更多关于工程/服务/采购类的标书代写制作,提升中标率,您可以点击底部官网客服免费咨询:

比较式必需的,膨胀性阻燃剂市面上也有很多了,一般来说添加量大对物理性能影响较大。还很不稳定。

随着我国合成材料工业的发展和应用领域的不断拓展,阻燃剂在化学建材、电子电器、交通运输、航天航空、日用家具、室内装饰、衣食住行等各个领域中具有广阔的市场前景。此外,煤田、油田、森林灭火等领域也促进了我国阻燃、灭火剂生产较快的发展。我国阻燃剂已发展成为仅次于增塑剂的第二大高分子材料改性添加剂,目前的生产能力20万t/a左右,年生产量在15万-17万t之间,年消费量20万t左右。不足部分主要从美国和以色列进口,进口的主要品种为有机溴及卤—磷系阻燃剂。我国阻燃剂生产厂60余家,能够生产50余种产品,主要为溴磷系列,其中溴系阻燃剂是最重要的系列,约占我国有机阻燃剂的30%。国内阻燃剂的品种和消费量还是以有机阻燃剂为主,无机阻燃剂生产和消费量还较少,但近年来发展势头较好,市场潜力较大。阻燃剂中最常用的卤系阻燃剂虽然具有其他阻燃剂系列无可比拟的高效性,但是它对环境和人的危害是不可忽视的。环保问题是助剂开发和应用商关注的焦点,所以国内外一直在调整阻燃剂的产品结构,加大高效环保型阻燃剂的开发。1.环保型阻燃剂应用和生产现状随着人们环保、安全、健康意识的日益增强,世界各国开始把环保型阻燃剂作为研究开发和应用的重点,并已经取得了一定的成果。阻燃剂按有效元素分类,可分为磷系、氯系、溴系和锑基、铝基、硼基阻燃剂等。本文根据阻燃有效元素将阻燃剂分为无卤阻燃剂、溴系阻燃剂、卤—磷协同阻燃剂及其他阻燃剂四个种类,分别介绍其中几种环保且具有应用前景的阻燃剂。无卤阻燃剂无卤、低烟、低毒的环保型阻燃剂一直是人们追求的目标,近年来全球一些阻燃剂供应和应用商对阻燃无卤化表现出较高热情,对无卤阻燃剂及阻燃材料的开发也投入了很大的力量。据分析,无卤阻燃剂主要品种为磷系阻燃剂及无机水合物。前者主要包括红磷阻燃剂,无机磷系的聚磷酸铵(APP)、磷酸二氢铵、磷酸氢二铵、磷酸酯等,有机磷系的非卤磷酸酯等。后者主要包括氢氧化镁、氢氧化铝、改性材料如水滑石等。聚磷酸铵、水滑石为该系列环保型且市场前景较好的代表产品,以下就这两种产品展开分析。聚磷酸铵聚磷酸铵(ammoniumpolyphosphate,简称为APP)是长链状含磷、氮的无机聚合物,其分子通式为:(NH4P03)n。由于其具有化学稳定性好、吸湿性小、分散性优良、比重小、毒性低等优点,近年来广泛用于塑料、橡胶、纤维作阻燃处理剂;还可用于配制膨胀性防火涂料,用于船舶、火车、电缆及高层建筑的防火处理;也用于生产干粉灭火剂,用于煤田、油井、森林大面积灭火;此外,还可作肥料用。聚磷酸铵的聚合度是决定其作为阻燃剂产品质量的关键,聚合度越高,阻燃防火效果越好。国内已经有聚合度超过100的产品,而国外APP(聚磷酸铵)的聚合度在500以上已是常见。国内聚磷酸铵研制始于1978年,经过20多年的发展,我国聚磷酸铵生产已具有一定的基础,基本上适应了国内市场的需要。2005年我国聚磷酸铵产量超过2万t,除满足国内需求外还有少量出口。我国聚磷酸铵生产能力主要集中于西南、华东和中南地区,以西南地区产量最大,其次为华东和中南地区。华北÷东北、西北等地区很少有聚磷酸铵生产。国内聚磷酸铵生产装置规模较小,最大生产厂是贵州遵义县鑫源磷化有限责任公司和什邡市长丰化工有限公司,装置规模皆为3000t/a,荣泰装置规模也已达到3000t/a。其次是上海新华阻燃剂总厂,生产规模为2000t/a。一般装置规模为400-1000t/a,最小生产规模仅300t/a。随着聚磷酸铵消费市场的不断扩大,其产量将继续增加。水滑石在无机阻燃剂的应用中,阴离子型层状功能材料作为阻燃剂的发展迅速。它是一类具有特殊结构的无机化合物M2+为二价离子,一般为镁,M3+为三价金属离子,An-为阴离子。这种材料简称为水滑石(LDHs)。由于水滑石独特的层状结构及层板组成和层间阴离子的可调变性,使其作为无机功能材料在催化、离子交换、吸附、医药等领域都得到了广泛的应用。作为无卤高抑烟阻燃剂,水滑石可广泛应用于塑料、橡胶、涂料等领域。我国镁质阴离子层状功能材料的发展起步于20世纪90年代后期,虽然发展历史较短,但发展迅速。1999年,北京化工大学与宜兴助剂化工厂合作,在江苏宜兴建成了500t/a的水滑石的生产线,成为国内第一家水滑石的生产厂,并形成了自主知识产权的全套生产技术。在此基础上,2000年,依托我国优势的海洋化工卤水资源,在大连建立了1000t/a水滑石的生产线,为进一步建设更大规模的生产装置奠定了基础。从我国镁资源的现状及新型阻燃剂市场的迫切需求和巨大潜力,不难判断我国镁质阴离子层状功能材料快速发展的时机已经成熟。今后5年内,我国镁质阴离子层状功能材料作为溴系阻燃剂的替代品将进入发展的高峰期。澳系阻燃剂溴系阻燃剂的生产和使用已有30多年的历史,目前生产的溴系阻燃剂约有70多种,其中最重要的是十溴二苯醚(DBDPO)、四溴双酚A(TBBPA)和六溴环十二烷(HBCD)等。前两者的产量占溴系阻燃剂的50%左右。一些传统的溴系阻燃剂由于受到日益严格环保要求的压力,迫使用户寻找溴阻燃剂的代用品,同时促进了新阻燃体系的问世。多溴二苯醚等传统溴系阻燃剂市场的萎缩,为溴化环氧树脂、十溴二苯乙烷等环境友好型溴系阻燃剂产品提供了市场空间。十溴二苯乙烷十溴二苯乙烷(DBPE)由美国Albermale公司率先开发,其相对分子质量、热稳定性和溴含量与DBDPO相当,但不属于多溴二苯醚系统的阻燃剂,在燃烧过程中不产生多溴苯对位二嗯英(PBDD)和多溴二苯呋喃(PBDF),同时也符合德国有关二嚅英的条令和美国环保局的规定。而且十溴二苯乙烷的耐热性、耐光性和不易渗析性等特点都优于十溴二苯醚。其阻燃的塑料可以回收使用,这是众多溴系阻燃剂所不具备的特点。目前该产品已在多种工程塑料,如ABS、PBT、PA和HIPS中应用,效果良好。我国十溴二苯乙烷生产技术已于2004年底工业规模试验成功,2005年开始投于市场。主要生产厂家有山东卫东化工有限公司(5000t/a)、山东潍坊大成盐化公司、寿光市海洋化工有限公司、江苏双菱化工集团有限公司、济南泰星精细化工有限公司、苏州市晶华化工有限公司、莱州市莱玉化工有限公司等,合计生产能力约11000t/a。十溴二苯乙烷以其优良的性能和特性,在国内外阻燃剂市场上皆具有广阔的前景。溴化环氧树脂溴化环氧树脂由于具有优良的熔流速率、较高的阻燃效率、优异的热稳定性和光稳定性,又能使被阻燃材料具有良好的物理机械性能、不起霜,从而被广泛地应用于PBT、PET、ABS、尼龙-66等工程塑料、热塑性塑料以及PC/ABS塑料合金的阻燃处理中。溴化环氧树脂按相对分子质量分为低、中、高三大类,按端基结构又可分为EP型、EC型,可分别应用于不同的塑料材料中。近年来,我国溴化环氧树脂发展迅速,尤其改变了含溴量低、相对分子质量小,只能用作绝缘灌封材料等缺点。目前我国溴化环氧树脂技术可根据阻燃处理高聚物的相对分子质量,生产与之相匹配的产品,以达到最佳阻燃效果和优良的阻燃性能。主要生产厂家有东营广饶海丰盐化有限公司(1000t/a)、济南泰星精细化工有限公司、莱州市莱玉化工有限公司等,合计生产能力约为3500t/a。在溴系阻燃剂中,溴化环氧树脂作为一种新型阻燃剂已开始在国内外市场上日益受到重视。溴化聚苯乙烯溴化聚苯乙烯(简称BPS)是一种溴系有机阻燃剂,具有高阻燃性、热稳定性及光稳定性等良好的机械物理和化学性质,广泛应用于聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙本醇酯、聚苯醚、尼龙-66等工程塑料。主要生产厂有山东东营万达集团股份有限公司、山东寿光市海洋化工有限公司、江苏张家港市信谊化工有限公司等,合计生产能力约1000t/a,基本没有形成工业化规模的生产。随着国内工程塑料行业的快速发展,对溴化聚苯乙烯的需求将大大增加,市场前景广阔。卤—磷阻燃剂这类阻燃剂的特征是:分子中同时兼有溴和磷或溴、磷和氮原子。在阻燃性能方面彼此起协同增效作用;分子中的溴含量较低,燃烧过程伴随较少的发烟量,有害性的气体挥发物较少;一定程度的溴含量可改善一般磷酸酯类阻燃剂挥发性大、抗迁移性差和抗热老化性欠佳的缺点。主要产品品种包括二溴辛戊二醇(DBNPG)、二溴辛戊二醇磷酸酯以及二溴辛戊二醇磷酸酯氰胺盐类等。卤—磷系阻燃剂通过利用不同的作用机理,互相补充,达到协同增效的结果。其它在最近几年,国际市场有不少新的阻燃剂或阻燃系统问世。如德国Clariant公司开发了两种以次膦酸盐为基的阻燃剂,牌号为ExolitOP1311和ExolitOP1312M1,工业规模的生产于2004年底开始。美国大湖(GreatLake)公司于2001年推出的Reogard1000膨胀型阻燃剂,DSM公司推出的新型三聚氰胺磷酸盐阻燃剂,死海溴化物公司的Safron系列,瑞士汽巴(Ciba)公司的FlamestabNORll6及Tin2uviFR等。这类产品国内尚未有工业生产。综上所述,我国环保型阻燃剂虽有一定量的生产,但尚未形成规模,在阻燃剂产品中所占的比例较小(见表1)。我国阻燃剂发展应定位于环保、高效性的品种,加大新型环保阻燃剂的研发,通过产品结构调整,扩大环保型阻燃剂所占的比例,才能在未来竞争中立于不败之地。2.环保型阻燃剂前景分析2004年,全球塑料产量达到亿t,2005年在亿亿to亚洲塑料产量在各大洲中增长速度最高。目前,全球塑料年产量超过1000万t的国家有5个,即中国、美国、德国、日本和韩国。阻燃塑料中阻燃剂用量一般在8%左右,可见全球对阻燃剂的需求量是惊人的。我国塑料产量增长十分迅速,是继美国之后的世界第二大塑料消费国,2005年产量为2200万to2003年,美国、西欧及亚洲三大阻燃剂市场的销售量为132万-135万t,2005年估计140万-145万t。1998—2005年销售量的年平均增长率为3%左右。2005年美国阻燃剂总用量57万-58万t,近10年来年平均增长率为。因此,国内外阻燃剂总体市场前景较好。由于溴系列阻燃剂为阻燃领域传统品种,地位显著以及历史背景和性能价格优势,尽管对溴系阻燃剂存在争论,但这种争论要形成全球的共识或者形成政府的禁令,恐怕还需要一段时间,国内外科研人员依然对溴系阻燃剂的新产品研制充满热情。因此,传统溴系阻燃剂在一定时间内仍然具有一定空间,更多更好新型绿色环保型溴系阻燃剂将不断出现,以适应市场需求。由于无机阻燃剂需要添加的量很大,势必对高聚物的物理机械性能产生非常大的影响,这就要求对无机阻燃剂作出处理。但是,随着人们对环境越来越重视,无卤阻燃将会成为第一选择,尤其是一些具有优良分散性和特殊性能的新型无机阻燃剂或协同阻燃剂将具有良好的发展前景和市场空间。3.结束语我国的阻燃行业处在一个生产结构重组和转型时期,一部分阻燃剂会退出历史舞台,另一部分替代品将问世。溴系阻燃剂仍将在十数年内大规模使用,但随着环保压力增大,新型绿色环保阻燃剂必将成为今后研究开发的热点,并且随着下游市场需求的增加,我国阻燃剂行业将会迎来一个繁荣发展的时期。

氢氧化镁阻燃剂

m受体手性拮抗剂的合成研究论文

①合成M胆碱受体激动剂与大部分合成M胆碱受体拮抗剂都具有与乙酰胆碱相似的氨基部分和酯基部分; ②这两部分相隔2个碳的长度为最好。不同点:①在这个乙基桥上,激动剂可有甲基取代,拮抗剂通常无取代; ②酯基的酰基部分,激动剂应为较小的乙酰基或氨甲酰基,而拮抗剂则为较大的碳环、芳环或杂环; ③氨基部分,激动剂为季铵离子,拮抗剂可为季铵离子或叔胺; ④大部分合成M胆碱受体拮抗剂的酯基的酰基a碳上带有羟基,激动剂没有; ⑤一部分合成M胆碱受体拮抗剂的酯键可被-O-代替或去掉,激动剂不行。 总之,合成M胆碱受体激动剂的结构专属性要大大高于拮抗剂。

M受体的分型及其耦联的信号通路如下:

M受体是毒蕈碱型受体的简称,广泛存在于副交感神经节后纤维支配的效应器细胞上。当乙酰胆碱与这类受体结合后,可产生一系列副交感神经末梢兴奋地效应,包括心脏活动的抑制,支气管平滑肌、胃肠道平滑肌、膀胱逼尿肌和瞳孔括约肌的收缩,以及消化腺分泌增加等。

这类受体也能与毒覃碱结合,产生类似的效应。近年发现M受体有五种亚型,M1受体主要分布于交感节后神经和胃壁细胞,受体激动引起兴奋和胃酸分泌;M2受体主要分布于心肌,激动引起心脏收缩力和心率降低。

M3受体主要分布于平滑肌腺体和血管内皮,激动时引起胃肠道平滑肌收缩和腺体分泌以及血管内皮释放NO。M4 和M5尚未找到与之相对应的药理学分型。M1、M2、M3这三种受体均有各自的选择性激动剂和拮抗剂,阿托品对这三种M受体均可阻断。

耦联和偶联的区别:

1、氧化与还原的偶联。电子供体AH2在氧化成A时,电子受体B必须还原成BH2,此时称这二个反应为偶联。例如在醇发酵中3-磷酸甘油醛的脱氢与乙醛的还原以NAD+为媒介由二个脱氢酶的作用相偶联。

2、氧化还原反应或分解反应与磷酸化反应相偶联。在生物体内酶反应中可看到放能反应的进行与由ADP和正磷酸生成ATP相偶联。这是由一个酶直接作用,或由二种以上的酶作用经由中间物的生成而进行的,这样的偶联因为直接把反应的自由能以高能磷酸键的形式贮存,所以是重要的。

3、与逆反应的偶联。与ATP的分解相偶联,发生吸能的合成和氧化还原反应,或肌肉收缩、主动运输等。

无醇燃料油的性能研究论文

现在市面上讲的环保油就是甲醇燃料或者是醇基燃料。甲醇燃料直接精醇回来可以直接烧或者兑水。醇基燃料就是添加一定的助燃剂啊增氧剂之类的就可以了。

你说的环保油就是醇基燃料,一般甲醇70-80%,水20-30%,添加剂数量很少,在这只能简单说说,,本身属于化学品,不能乱加的,厨房燃料热值一般四千多,锅炉燃料热值八千左右,这行从业多年了。。。

都是用甲醇为主勾兑的,然后换个名字而已,目前市场上所谓的氢能油,高能油,醇油,白油,环保油,生物油,其实都一样的东西,只是换个衣服穿而已。这行出来好多年,握每月也卖几百吨,,目前在食堂,饭店普及很多,锅炉目前也是趋势。。这些年网上冒出很多品牌,注意区分。

无醇燃料它有以下优点1.不含甲醇,不属危险化学品,闪点高明火无法直接点燃,只需要办理营业执照即可合法生产。2.热值高10600,是非易燃,非易爆,无毒无害无异味不黑锅底的安全清洁燃料。3在常温常压下用铁桶或普通塑料桶就可以储存运输,使用上保障了家庭生活的安全,不易爆,不挥发,失火可用水直接扑灭, 4无醇燃料耐烧度高,比甲醇耐烧3倍以上,5市场空间大,燃料市场永远是国民息息相关的,利润一吨毛利润可达2000-3000左右,尤其是醇基燃料被逐渐禁止使用的情况下,目前了解燃料行业的都知道,醇基燃料都没有相关证件齐全,就是违法的,所以我认为燃料市场,首先是合法,其次是市场可做性,然后是利润,选择做燃料市场,不仅仅是配方技术,还要看这家公司自己做不做实体,一般没有技术和市场经验的公司只能算是皮包公司了,加盟后只让你买设备,技术各方面指标根本达不到市场也做不起来

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