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PC/硅氧烷复合材料的阻燃抑烟机理研究

2021-11-16金子钰肖玉玲张紫璇牧小卫

火灾科学 2021年2期

金子钰,肖玉玲,张紫璇,牧小卫,桂 宙

(中国科学技术大学火灾科学国家重点实验室,合肥,230026)

0 引言

双酚A型聚碳酸酯(PC)是一种具有出色综合性能的热塑性工程塑料,近年来逐渐成为通用工程塑料中发展最快和产量最大的产品之一[1-3]。其制品被广泛应用于机械、电子电器工业、交通运输和纺织工业、医疗和生活日用品中,具有很高的安全性和装饰性。PC本身具有一定的抗氧化性和阻燃性,其热解温度约为400 ℃,氧指数约为26%,在UL-94塑料防火等级测试中属于V-2级材料[4-6]。但其在燃烧时会发生熔融滴落的情况,极易引燃其附近存在的可燃物,进而导致火势蔓延和扩大[7]。目前针对PC的商用阻燃剂除含卤阻燃剂外,主要分为磺酸盐系、硅系、硼系、有机磷酸酯系等四类[8,9]。其中硅系阻燃剂以其优异的阻燃性能(燃速低、释热少),良好的力学性能(增韧,抗冲击)以及突出的环境友好性(低烟、低毒)而受到研究人员和生产企业的广泛关注[10]。Wu等[11]通过使苯基三氯硅烷水解缩合,反应合成了一种新型有机-无机杂化聚苯基倍半硅氧烷,其添加量仅为2 wt%就能使PC的氧指数达到37.5%,在不破坏PC原有机械性能和透明度的基础上有效降低了燃烧产热和烟气释放量。梁城江[12]通过水解缩聚甲基三甲氧基硅烷和3-巯基三甲氧基硅烷两种单体,合成了一种有机硅微球阻燃剂。该有机硅微球具有良好的催化成炭效果,在形成致密炭层的同时有效延缓了热量和气体传递,从而达到高效阻燃的作用。……

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