高分子材料阻燃技术精选(九篇)

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第1篇：高分子材料阻燃技术范文

关键词：高分子材料； 废旧塑料； 建筑材料； 回收应用；

中图分类号：TU5 文献标识码：A 文章编号：

一、前言

处理废旧高分子材料是一把双刃剑, 处理的好了不但降低了高分子的危害, 而且还能降低产品成本;处理不好我们的生活就要受到废旧高分子的影响, 甚至毒害。将废旧高分子材料作为一种建筑材料, 开辟了废旧高分子回收的新途径, 不但可以降低废旧高分子材料的危害, 而且扩大建筑材料的来源。随着科学技术的进一步发展, 会有越来越多的这种新型材料问世, 最终达到经济效益、环境效益和社会效益的统一。

二、废旧高分子材料在建筑材料中的回收应用问题分析研究

1、废旧高分子材料制作墙体材料。随着国家有关禁止使用粘土砖禁令的公布, 开发使用新型墙体材料已经成为一种必然趋势, 同时回收利用废旧高分子材料技术的发展, 为废旧高分子材料复合成新型墙体材料提供了强有力的支持。目前已有许多这类技术发展相当成熟, 并用于实际的生产当中。

一是玻璃与塑料复合而成的样品砖。由塑料, 玻璃复合而成的样品砖已经研制出来,在国外已经得到了较广泛的应用。其中塑料组分包括聚乙烯, 聚丙烯, 聚苯乙烯, 聚氯乙烯以及 ABS, 相同的粒径形态, 较窄的尺寸范围和尺寸分布与近似尺寸的棕色玻璃混合成玻璃塑料复合材料, 其中玻璃的质量百分比根据不同的性能要求可为 15%,30%, 45%。这种材料能在 235℃模压成标准的粘土砖形状。当温度在20～50℃范围变化时, 经过抗压实验, 发现其断裂应力是普通粘土砖的两倍多。制备这种试样时所要求的塑料不需要区分热塑性和热固性, 因此它的原料来源相当广泛。

二是金属橡胶混凝土。这种材料具有良好的性能, 它可以有效解决目前各类混凝土结构及现有墙体砌块工程中常出现的各种裂缝, 隔音差、抗震性能不够, 重量重, 抗冲击性不足等问题, 可广泛应用于桥梁、路面、飞机跑道、大坝及其他建筑。

三是用聚苯乙烯泡沫塑料生产混凝土保温砌块。运用此技术生产的混凝土保温砌块具有表观密度小, 保温、隔声性能好, 抗压强度高, 属于轻质高强的新型墙体材料。生产的砌块完全满足墙体材料的表观密度、抗压强度以及保温性能要求。在工程实际中, 砌块的聚苯乙烯泡沫塑料部分基本不受外力作用, 只有外裹的水泥砂浆层起骨架作用。这种新型混凝土保温砌块是一种前景看好的新型墙体材料。

四是利用废旧塑料和粉煤灰制建筑用瓦。这种建筑用瓦的研制成功, 不仅可以降低成本, 还是消除“白色污染”的一种积极方法。

五是利用废泡沫生产新型保温砖。研究成功了造价低廉、防火性好、保温性能优良的新型保温砖。经测试, 这种新型保温砖导热系数小于 0.06 W/m.K, 优于 0.09 W/m.K 的国家标准, 含水率小于 8%, 密度小于 225 kg/m3, 抗压强度大于 0.21 MPa, 且耐候性强, 适合国内不同气候的各地区使用, 取代传统珍珠岩或煤渣等保温材料。

2、废旧高分子材料制作建筑装饰材料

一是利用废旧塑料生产的建筑用装饰板材。利用废旧塑料生产建筑用装饰板材的研制已经取得了很大的进展, 其中一种技术已经在实际生产中广泛应用。它是用废旧塑料、色素添加剂、增强剂、增塑剂为原料, 以重量为单位, 每 100 份废旧塑料匹配 5～10公斤色素添加剂, 20～50 份增强剂, 1～5 份增塑剂, 先将废旧塑料洗净、晒干后熔化, 再将熔化后成块状的废旧塑料粉碎为 0.5 cm 左右的细颗粒, 再次熔化同时加入色素添加剂和增强剂, 搅匀后注入模具成型, 冷却后出模, 然后漆上耐温清漆即生产出成品。

二是利用废旧塑料生产阻燃建筑装饰材料。目前有报道研制出一种利用废旧热塑性塑料和锯木粉通过加入添加剂改性生产防火阻燃型窗套、门套、墙裙等建筑装饰材料的方法。运用该工艺生产的产品, 根据国家标准塑料燃烧性能实验方法进行测定, 其结果达到 GB2408—80/1 级、GB4609—84/FV- 0 级;按照国家标准 GB5465—85 建筑材料不燃性试验方法测定, 结果建筑材料不燃性试验方法测定, 结果完全符合不燃性材料的要求。实验证明这种材料阻燃性能良好,完全可以用作建筑装饰材料, 同时通过造型还可以生产美观耐用的环保型城市垃圾桶。

3、废旧高分子材料制作其他建筑材料

一是粉煤灰、废旧聚苯乙烯泡沫塑料颗粒生产防水材料。以粉煤灰、废旧聚苯乙烯泡沫塑料颗粒为主要原料, 普通硅酸盐水泥、生石灰为胶凝材料, 添加少量防水荆、憎水剂、激发剂, 可生产屋面保温防水材料.该材料集保温隔热与防水为一体, 表观密度为 588 kg/m3,导热系数为 0.12 W/(m·K), 28 d 的抗压强度为 1.6MPa, 在 0.2 MPa 的水压下可保持 30 min 不透水。该保温防水材料具有密度低、强度高、保温隔热性能好、粉煤灰掺量大等优点, 是一种较为理想的屋面保温防水材料, 该材料可达到《屋面工程质量验收规范》(GB 50207- 2002)标准。

二是利用废聚烃类树脂生产塑料地板。在世界塑料家族中, PVC 的产量居第二位, 制品多, 消费量较大。如管材、蔬菜大棚膜、建筑材料、日用品等多种用品废弃较多。由于 PVC 是一中含卤物质,所以它的回收利用受到了限制。这项技术研制的成功,可以大量回收 PVC, 运用这项技术可以生产出多种产品。常见的如: 废农膜 100 份、碳酸钙 120～150 份、剂 1.5 份、稳定剂 4 份、色浆适量, 经混合、密炼等一系列加工可制成塑料地板。安徽大学高分子材料研究所通过改性发泡等工序, 用废弃聚烯烃塑料生产泡沫片和硬质板材, 泡沫片用作旅游鞋、皮鞋和布鞋的原料, 硬质板材则用作弹性地板的原料。

三是利用回收农膜与木屑复合制成塑质木材。该材料除了具有与天然木材一样可锯、刨、钉、粘等性能外, 还具有耐潮、防蛀等优点, 而且制造的灵活性强, 既可挤压成板材、型材,也可一次模压成产品。

第2篇：高分子材料阻燃技术范文

关键词 阻燃剂;溴系阻燃剂;卤素;研究进展

中图分类号 TB324文献标识码 A 文章编号 1674-6708(2010)16-0061-01

1 阻燃剂的概况

阻燃剂是一种能够降低或抑制高分子材料可燃性的添加剂,用以提高材料抗燃性,主要用于阻止合成和天然高分子材料被引燃及抑制火焰传播的助剂。

阻燃剂品种很多,按照分类不同,主要可以分为:按使用方式可分为反应型阻燃剂和添加型阻燃剂两大类。前者指与基材中的其它组分化学反应而形成的阻燃剂,或者为高聚物的单体,或者作为辅助试剂而参与高聚物的合成反应,最后成为高聚物的结构单元,多用于热固性高聚物;后者指只是以物理方式分散于基材中,多用于热塑性高聚物。

按阻燃元素种类不同,阻燃剂常可分为卤系、有机磷系及卤-磷系、氮系、磷-氮系、锑系、铝-镁系、无机磷系、硼系、铝系等;按属性可分为有机阻燃剂和无机阻燃剂两大类,有机阻燃剂包括卤系(溴系及氯系)、有机磷系(含卤-磷系、磷-氮系)及氮系等,无机阻燃剂包括锑系、铝-镁系、无机磷系、硼系、铝系等。

一个理想的阻燃剂应具有阻燃效率高、热稳定性好、光稳定性好、与被阻燃基材相容性好、本身低毒或基本无毒、燃烧时生成的有毒和腐蚀性气体量及烟量尽可能少、原料简单易得、工艺简便等特点。但实际上,目前许多阻燃剂很难达到理想的要求,近年来,追求高毒、低烟、无尘的阻燃剂已成为阻燃领域的重要课题及发展的主要方向。

2 阻燃剂的研究进展

人类最早的阻燃历史可追溯至炼金术和罗马帝国时期,其阻燃成分很可能是铁和铝的二硫酸盐。1820年,Gay-Lussac研究发现:某些铵盐(如硫酸铵,磷酸铵及氯化铵)及这些物质与硼砂的混合物可用来阻燃纤维素织物。1913年, W. Perkin发现,采用锡酸盐(或钨酸盐)及硫酸铵处理织物,可以使织物获得了耐久的阻燃性能。1930年,人们发现了卤系阻燃剂(如氯化石蜡)与氧化锑的协同阻燃效应。

1960年以后,美国、日本、西欧相继研制出了多种适用于热塑性塑料的填料型添加阻燃剂――溴系阻燃剂,20世纪70年代初至80年代中期,这类阻燃剂的生产和应用得到了蓬勃发展。

我国阻燃剂的研制工作起步较晚,始于60年代后期,四溴乙烷是最早使用的一种含溴阻燃剂。80年代,随着对阻燃剂和阻燃材料的需求日益扩大,我国阻燃剂才得以迅速发展,但总体而言,远远落后于发达国家。与国外先进国家相比,我国阻燃剂科技含量低、生产规模小、品种单一、竞争力差。但随着化学合成技术、科学研究方法的发展及对基础设施投入的不断加大,我国阻燃剂市场需求不断增长,正处于一个新的发展阶段。

3 溴系阻燃剂

3.1 溴系阻燃剂的概况

溴系阻燃剂作为有机阻燃剂的一大类,主要由溴化剂(常用的是溴素)与有关有机物反应而得,其产量约占有机阻燃剂40%左右。

目前,国外消耗量较大的溴系阻燃剂主要包括:四溴双酚A及其衍生物、十溴二苯醚及其同系物、脂肪族多溴化物、溴化芳烃、溴代酚及其衍生物及高分子阻燃剂等,其中,四溴双酚A是产量和消耗量最大的含溴阻燃剂,它可作为反应型阻燃剂用于环氧树脂、聚碳酸酷等,又可作为添加型阻燃剂用于ABs、酚醛树脂等;而十溴二苯醚是另一个产量大的添加型含溴阻燃剂。

3.2 溴系阻燃剂的特点

含溴阻燃剂由于具有其阻燃效能好、添加量少、加工性能优良、对高分子材料的物理、机械性能影响小、原料丰富、价格较便宜等优点,因此,溴系阻燃剂已经成为世界上发展最快、品种最多、产量最大、应用范围最广的有机阻燃剂之一,受到普遍重视。

虽然溴系阻燃剂具有诸多优点,然而,溴系阻燃剂会降低被阻燃基材的抗紫外线稳定性,同时,在加工过程中、高温及燃烧条件下会产生毒性物质。1986年瑞士的研究人员研究发现,多溴二苯醚(PBDPE)及其阻燃的材料在510~630℃热分解时,会产生剧毒、致癌的多溴代二苯并f英(PBDD)和多溴代二苯并呋喃(PBDF),即出现所谓的“二f英(Dioxin)”问题。此外,溴系阻燃剂燃烧时,可能产生较多的烟雾、腐蚀性及有毒气体,主要包括HX、CO、CO2、SO2、NO2、NH、HCN等。

4型阻燃剂的发展趋势

由于溴系阻燃剂在高温及燃烧时易于产生毒性物质,因此,新型阻燃剂的发展迫在眉睫。目前,阻燃剂研究的方向主要包括:

1)抑烟和消烟研究,即在阻燃剂中加入消烟剂,如铝、铜、铁化合物,使用超细氧化锑和胶体五氧化二锑,以硼酸锌代替三氧化二锑等;

2)研究开发非卤阻燃剂,如磷系、磷-氮系、硅基、硼系等体系的研制与开发,但是除个别材料外,近期内难以找到性能/价格比与溴系阻燃剂相抗衡的阻燃剂或阻燃材料;

3)研究开发新型溴系阻燃剂。小分子溴系阻燃剂因其易析出、易迁移、热稳定性差等缺点给环境造成极大地危害,而高分子型溴系阻燃剂因具独特的热稳定性和不喷霜、不迁移等优点,已逐渐成为人们研究开发的重点。因此,新型溴系阻燃剂的主要研究方向为:研究热稳定性高、耐迁移析出、耐候性好、毒性低、抗紫外的高分子型卤系阻燃剂,以解决其耐热、烟雾问题以及“二f英问题”。如DBDPE(十溴二苯乙烷)、溴化聚苯乙烯、溴化环氧树脂等新型溴系阻燃剂的广泛研究已表明这种趋向。

参考文献

[1]陶英丕.含溴阻燃剂的国内外进展.精细石油化工,1990:32-35.

第3篇：高分子材料阻燃技术范文

关键词：塑料制品；配方设计；理论；实践；教学改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2015）27-0063-02

从事高分子材料专业学习的学生知道，“高分子成型加工”、“高分子物理”和“高分子化学”，共同构成了高分子材料专业的三大主干基础课程。而“塑料材料与配方设计”是高分子材料与工程专业成型加工分支下一门重要的专业课程，对合成树脂及塑料助剂的深入了解，正确的选用塑料原料和塑料助剂，合理的进行配方设计，在塑料成型加工过程中至关重要，也是获得品质优良塑料制品的技术保障。然而，“塑料材料与配方设计”在课程教学环节中，只是片面的理论介绍涉及某一材料的某一性能，大部分同学觉得课堂内容比较单一，理论性过多，实践性较少。鉴于以上不足，为了培养和提高学生理论联系实践的能力，适应目前社会对高分子人才的实际需求，力求学生能在较短的时间内掌握该课程的教学内容，特别是课程理论与实践教学有效的结合学习，改变传统的教学模式，本文从以下几个方面的教学改革进行了有效的探索。

一、围绕人才培养目标，夯实课程建设的教学改革探索

立足贵阳学院的人才培养目标――“突出实用、服务本地”，紧扣《贵州省新材料产业“十二五”发展规划》中涉及的高分子材料人才培养方向领域，我校根据具体情况和要求，对专业人才培养方案进行了认真地讨论，不断完善课程的教学大纲与基本要求，力求符合实际的需求。材料科学与工程本科生的课程和教学大纲应主要集中在材料科学与工程的四个基本要素――合成和加工、结构、性质、使用性能及其相互关系[1]。“塑料材料与配方设计”课程以每种塑料材料的合成、结构与性能关系、加工性能、应用性能、成型方法、改性以及最新的发展状况等角度，完整地将通用热塑性塑料、工程塑料、热固性塑料展现在每位高分子专业学生面前，从而使学生可以完整、全面地了解每种塑料材料以及各种助剂的功效、添加量、作用机理和最新发展状况。目的是使学生掌握高分子材料加工助剂的概况、合成、作用机理及其应用，重点掌握塑料增塑剂、抗氧剂、热稳定剂和阻燃剂的结构特点和作用机理，了解其结构与性能之间的关系，熟悉塑料制品实际应用配方设计。力求紧扣工程应用型人才培养的目标和工程实际，从应用型本科生学习的实际出发，重视理论与工程实际的结合，突出应用性较强的内容，有利于工程应用。通过该课程的学习，再配以一定的配方设计方法的讲授，为培养高素质应用型人才，提高学生综合素质打下坚实基础。

二、完善教学内容的教学改革探索

1.教学内容与专业特色相结合。“塑料材料与配方设计”是我校高分子材料专业一门重要的专业课，根据在以往的教学过程中的观察与经验，教学多采用传统模式，课程具有与物理化学联系密切、抽象概念多等特点，大多数学生觉得课堂内容难以理解，不感兴趣，丧失学好该课程的信心，然后就逐渐厌学甚至放弃学习。该门课程的授课对象是大学三年级的学生，处于这个时期的学生学习兴趣和学习热情处于整个大学的全盛时期，求知欲强，精力充沛。面对这样的学生，如何有效地利用他们的求知欲，激发起学习该课程的兴趣，并针对他们的缺点，制定行之有效的方法及对策，使其通过该门课程的学习，培养起运用创新教学理念、联系科学研究和提高解决实际问题的能力，是值得我们教学工作者思考并认真对待的问题。如何围绕塑料制品的化学组成、结构及聚合方式、添加剂及其配比以及成型加工工艺、工艺条件及其控制、成型设备等知识内容对学生开展有效教学是一个重中之重。教学内容必须与专业特色有效结合，在向学生传授课程理论基础知识的同时，又要围绕当前贵州省高分子材料人才培养领域涉及的塑料成型加工新技术、新发展方向进行有效的结合介绍。遵循高分子材料的成型加工基本原理，着重对新的成型加工工艺进行研究，尤其是通用塑料与工程塑料的成型加工区别。在日常教学过程中，将高分子材料基础理论与实际日常生活中常见塑料制品的例子相结合，开展与学生的分析和讨论，启发学生在学习过程中牢牢抓住本课程的主题思想。例如：在介绍五大通用塑料制品尤其是PVC制品生产时，介绍了生产PVC软硬制品过程中各类助剂的选择及添加量控制，合理的配方设计，不同的成型加工方法，以及不同成型工艺生产的制品具有不同的特殊性能，应用的不同的场合，让学生掌握“高分子材料-成型加工-制品性能”三者之间的关系。

2.教学内容与科研实践相结合。“塑料材料与配方设计”课程教学内容应与教师科研实践有效结合，使两者达到互助互促的作用，以科研促进教学发展，将教师科研工作有效融入到教学实验中，体现教学与科研的互动，提高学生分析问题、解决问题、实验操作和使用计算机软件的能力。例如：塑料制品的增韧途径有多种方法，可将教师科研课题与相关课程知识相结合来进行教学，如聚合物纳米复合材料对塑料增韧的影响，尤其是近年来较热门的稀土偶联剂的研究，在增加粒子与基体树脂结合力的同时，兼顾一定的内作用等，可以鼓励感兴趣的学生参与到教师的科研实验中来，学以致用，加强对知识点理解的同时，拓宽视野，锻炼科研及动手能力。

三、丰富教学方法的教学改革探索

1.传统与先进多媒体辅助、计算机技术运用等教学手段相结合。传统的教学手段――板书由于其单调、枯燥的特点已不能完全适应当前的教学要求，而多媒体辅助――PPT教学使原本量大、抽象、复杂、枯燥无味的理论知识，通过形象、生动、直观的图文并茂形式表现出来，调动了学生的积极性和学习兴趣，便于学生对知识的理解和掌握[3]。比如通过多媒体电子课件辅助教学，对于高分子塑料制品成型加工过程中塑料助剂的作用机理的演示以及挤出成型、注射成型等成型加工过程的演示，更加直观和生动，利于学生对理论知识的进一步掌握。塑料配方设计是指确定配方中各种助剂加入量的方法。一个塑料配方中往往包括增塑剂、热稳定剂、抗氧剂、光稳定剂、剂、填充剂、阻燃剂等多种添加剂。多种助剂的合理搭配，通过利于计算机技术（word、cad）来对配方设计进行科学地设计，有效地减少了实验次数，节省实验时间，使配方设计更加准确、快速，达到事半功倍的效果。

2.教师理论实践指导与学生自主学习相结合。在理论教学中，我们知道塑料配方设计的方法有两种：一种是单因素变量配方设计法；一种是多因素变量配方设计法。在课程理论教学过程中，尤其是正交设计法介绍环节，我们在教学中采用重点难点教师讲授、学生自主学习的方法。学生自主学习之后，采用课堂提问的方式以检验学生自主学习的学习成果，让学生了解正交设计法的使用特点，掌握多因素变量的实验方法，优化出最佳配方。学生具有较强的学习兴趣和能力，通过教师理论指导与学生自主学习相结合，我们将学生能力激发出来，使学生的学习变被动为主动，从而收到事半功倍的教学效果。在实践教学中，秉承贵州省的绿色发展观念，保护自然生态环境，走节能减排可持续发展之路，在塑料制品成型加工及废旧塑料回收及再生利用中，始终贯彻绿色生态理念，对日常生活废弃塑料，譬如食品包装、各类饮料瓶、储存容器及薄膜等塑料制品，有意识地进行分选挑捡，改性再生利用，将实验课程内容涉及到的包括塑料的混炼，塑料的双螺杆挤出成型、注射成型等各种加工方法工艺，通过相容性混炼技术来进行废旧塑料的再生利用。比如：回收的PP耐应力开裂性能较差且低温脆性较大，可选择回收HDPE及LLDPE制备再生共混物，也可以回收农膜与PP制备合金，利用适当设备经过混炼实施。这既增加了学生的实践操作能力，又培养了绿色环保创新意识。同时，成立课外实践兴趣小组，让学生充分调动主观能动性，开展探讨思考，与教师共同讨论分析，提出解决思路，找出解决问题办法，提高学习兴趣和逐步培养科研创新能力。

3.企事业工厂参观学习。本专业目前与贵州省材料产业技术研究院、龙里蓝图新材料公司等企事业单位建立了良好合作关系，建立了实习基地。通过与这些合作企业的协作，学生可以现场实地对各种成型加工所涉及的原料处理、设备、工艺流程、质量控制等实际生产过程进行近距离的感受，让学生们了解橡胶和塑料加工过程使用的原材料、工艺方法及工艺流程以及生产过程中所使用的仪器和设备。将知识与生产进一步联系和认识，毋庸置疑对学生有了很大的帮助。比如：参观塑钢门窗加工工厂时，讲解员详细地向学生介绍了加工车间的工作情况及以聚氯乙烯树脂为基本原料进行成型工艺的加工流程。通过参观，每一个学生都受益匪浅，知道了PVC，这也为我们以后专业方向的选择和学习打下了良好的基础。

随着市场对塑料制品需求的不断扩大以及塑料工业的高速发展，培养出高素质应用型人才，使其具备更加牢固的知识基础，更加灵活地运用知识的能力，成为当务之急。本课程通过几个方面的课程理论与实践教学改革，极大地调动了学生的学习兴趣，提高了学生的逻辑推理能力以及分析问题和解决问题的能力，在培养学生的积极自主学习能力、配方设计能力、实践能力等方面都取得了良好的效果。

参考文献：

第4篇：高分子材料阻燃技术范文

1　合成树脂应用的减量化

通过稳定性助剂配方设计,延长塑料产品使用周期,可以减少树脂用量,节约化石资源,具有增值效果。

采用光稳定剂和抗氧剂组成的耐候助剂体系可以保持材料的机械物理性能,延长塑料制品的使用周期,例如国内具有流滴消雾功能的曰光温室用聚乙烯薄膜普遍使用一年,而日本,欧洲产品可以使用数年。流滴消雾、保温等功能持效时间与薄膜的寿命同步技术是高效助剂推动合成树脂的减量化利用的典范。

光稳定剂需着重发展受阻胺光稳定剂(hals),尤其是高相对分子质量hals和低碱性hals。紫外线吸收剂应开发耐热性优、跟hals协同性好的产品,以及液体紫外线吸收剂。同时还要根据用户需要,开发复合型产品。推广加氢还原工艺代替硫化钠,金属锌及酸还原苯并三唑类光稳定剂生产工艺。

抗氧剂需要开发液体受阻酚抗氧剂、液体亚磷酸酯抗氧剂等挥发性小、耐迁移、相容性好、分散均匀,使用方便的液体抗氧剂。开发用于接触食品,药品包装的天然类抗氧剂,如ve及ve与卵磷酯、亚磷酸酯、甘油、聚乙二醇、高孔率树脂等复合、复配的绿色品种。

2　塑料制品轻量化

塑料轻量化的途径主要是通过发泡实现。除已熟知的泡沫塑料之外,近年广泛生产应用的微发泡pvc板材、基础发泡聚苯乙烯节能保温材料、化学发泡聚烯烃、超临界流体发泡聚烯烃材料等都离不开稳定剂,发泡剂、成核剂等助剂体系的支撑。

3　合成树脂应用的安全化

易燃是合成树脂的一大安全隐患,消除隐患的办法是在合成树脂加工过程中引入阻燃剂。

“十二五”期间,我国应围绕全面提升阻燃高分子材料的安全环保性开发高效共聚、共混、后整理技术,产业化制备本征阻燃材料。

工程塑料高效环保阻燃技术——自主研发用于工程塑料的耐高温环保无卤阻燃剂,结束国外在本领域的垄断局面。通过以下阻燃剂的产业化实现高耐热无卤阻燃lc/abs、pa、pc、pbt、pet、ppo及pom的工业生产:①以次膦酸盐为代表的多重磷碳键化合物、经表面处理的高磷含量无机磷酸盐及高分子量磷酸酯等高耐热、高熔点、高磷含量无卤阻燃剂;②以聚硅氧烷为基体的有机、无机杂化材料,③低吸水、低水溶、耐高温的高效膨胀阻燃体系,④稀土掺杂超支化磷氮聚合物。无卤阻燃工程塑料可在电子电气,汽车工业、高速轨道列车、国防军工、航空航天等领域获得应用。

新兴能源,通讯领域电力输变设施系统的无卤阻燃技术过去几年,世界范围的立法和市场要求已促使电线电缆的阻燃向低烟、低毒及无卤方向发展。通过合成和产业化高分子量磷酸酯及复配技术,研制和生产ul3385 20#电子线、无卤低烟太阳能电线等环保型高性能电线电缆及防火封堵材料。无卤阻燃电线电缆及防火封堵材料具有耐水浸泡、阻燃性能稳定、低迁移等特点,主要用于能源、通讯领域及电子信息等行业。

第5篇：高分子材料阻燃技术范文

关键词：防火安全；材料使用；防火新型材料

一、引言

在经济飞速发展、科技日新月异、建筑行业的建设方式和施工技术越发成熟和多样化的今天，一个尖锐的问题始终是重中之重――消防安全，也就是防火安全项目的建设。一座建筑的消防建设是对使用者生命财产安全的保障，因此必须严格按照建筑防火等级和设计规范进行消防设计和施工。设计者必须对建筑的使用方向深入了解；施工部门须严格遵守国家相关条例，施工者对消防安全建设要严格执行消防施工标准，相关的监管部门加大检查力度，用法律手段严格制裁，确保不会因疏忽大意而造成人问悲剧；建筑使用者要提高消防安全意识，安全使用建筑物。

建筑中的防火材料作为消防安全最重要的因素之一，起到了举足轻重的作用，越来越受到重视。以前的建筑工程，大多数因为防火意识淡薄而忽略防火材料的使用；或者为了节约施工成本而减少防火材料的使用。有很多近十年的建筑由于防火设施不到位、防火材料不合格导致建筑烧毁、大量人员伤亡。由于防火材料选择不恰当、材料选择不合格、甚至对防火工程毫不关心、不设置防火材料，引发了一系列火灾悲剧。可见，防火材料对建筑的防火安全性至关重要。新型防火材料不断问世，国家硬性规定和防火知识的普及宣传，在很大程度上缓解了这一现象，防火安全系数也就相应提高了。

为适应市场需求，各种新型防火材料不断问世。本文就这些新型的防火材料进行浅析。

二、 略析新型建筑防火材料的应用

1. 天然纤维阻燃液在建筑施工中的应用

该建筑防火材料属于一种新型的防火材料，其具有较强的阻燃性。不仅无毒无异味，而且无色透明，尤其是无腐蚀性。其在建筑施工中的应用，主要是将其与各种建筑施工材料进行组合而成使用。

利用其进行处理的建筑材料的阻燃性能好，即使遇火，也只会在局部出现碳化的情况，从而防止火势的蔓延，减少火灾发生的几率。因此，在实际施工中应严格按照相关标准，对建筑材料的各项技术指标进行检验，这样才能更好地确保其应用的成效。

2. 夹心板在建筑施工中的应用

夹芯板是金属板组合而成的复合板，由于其内含的芯材具有保温性能好、刚度大、强度低，承载性能经专业自动化生产后也会变得较高。加上金属板材自身的阻燃性，被大量的应用于建筑办公区域和宿舍等辅的建筑施工中。因此，在建筑施工中应用夹芯板时，应结合实际需要进行选用，以实用和防火为基准进行针对性的选用。

3. 防火板在建筑施工中的应用

新型的防火板主要采用新型高分子材料组合而成，同时也是现代工业化建筑的必备材料。加上该材料具有较稳定的化学性质、无燃点、加上高强的防腐蚀性，尤其是其质优价廉的特点，在建筑防火施工中得到了广泛的应用。

4. 岩棉在建筑施工中的应用

此类防火材料主要是利用天然的岩石并将其进行高温锻造而成，所以其导热系数较低、无燃点，在建筑施工中应将其作为防火构建和隔热板材的主要材料。加上其具有较高的熔点和较强的抗温缩性，可以作为建筑结构的重要防火屏障。一旦发生火灾，能有效防止火灾蔓延，且自身不燃烧。因此，必须注重其在建筑施工中的应用。

5. 硅酸钙在建筑施工中的应用

此类防火材料具有较强的稳定性、耐热性和耐火性，同样是一种新型的不燃材料。其主要原料为钙质材料、纤维以及硅质材料，加上其诸多优点，在建筑施工中的隔墙和吊顶等施工环节得到了广泛的应用。若对其表面进行防水处理，还能将其作为建筑外墙使用，特别是在高层建筑中得到了广泛地应用。

6. 陶瓷棉在建筑施工中的应用

陶瓷棉又叫做硅酸铝纤维，其是经过特殊工艺制造而成的轻质新型耐火材料。其主要原料为天然焦宝石，制成之后成为棉丝状，且为无机纤维。利用其制成的建筑材料不仅具有较强的抗压强度，而且具有反复利用和导热系数低的特点。其在建筑施工中广泛被用作玻璃幕墙、防火门芯材等的隔热充填材料，具有较强的防火隔热功效。

三、建筑防火材料发展趋势

1. 防火板材技术发展

随着一些易燃板材已被限制使用，人们对环保和健康的关注也对板材提出了更高的标准。发展方向有：（1）板材无机化；（2）板材轻质化。质量轻、厚度薄的防火板有利于降低建筑构件成本。

2. 阻燃材料技术发展

通过阻燃技术，才能保证高分子材料在现代建筑中的安全使用。阻燃高分子材料正面临越来越严格的阻燃标准和环保法规的挑战，因此，今后使用的阻燃材料，必须同时满足这两方面的要求，两者必须兼得。

3.防火涂料技术发展

阻燃剂是防火涂料的关键组成部分，主要的发展方向有：合理搭配多种阻燃剂发挥协同作用；开发高效、多效、低水溶性脱水成炭催化剂和发泡剂；膨胀型和非膨胀型防火涂料相结合；树脂的拼合改性，完善防火涂料的防火性能和理化性能；无机无卤膨胀型防火涂料。

4. 防火封堵材料技术发展

目前，大量应用于防火封堵工程的建筑防火封堵材料，其防火原理主要是通过添加卤素阻燃剂来提高材料的阻燃性。近几年来，越来越多的国家已制定或颁布法令，对某些制品进行燃烧毒性试验或对某些制品的使用所释放的酸性气体做出了规定，因此，取代卤素阻燃剂开发无卤阻燃剂已成为世界阻燃材料领域的发展趋势。

5. 绿色防火材料技术发展

绿色防火材料技术采用的原料主要是可循环使用的材料或可再生资源，尽量实现阻燃材料的低烟、低毒和无污染性，如洁净阻燃技术，这方面的技术开发成功将使建筑防火材料的防火性能得到改进，为火场疏散逃生创造条件，还可从根本上降低起火成灾的几率。

四、 结语

虽然我国在防火材料技术领域已取得了一定的进步，但是跟国际先进水平比还存在差距，同时也蕴含了巨大的市场潜力，我国的防火材料生产企业应在品种、质量、性能上不断进行创新，开发出适应市场需要的高品质产品，提高我国防火材料生产企业的国际竞争力。同时，环境问题已成为世界各国及全人类的重要议题，因此，环保化、绿色化、微观化也成为当今社会对防火材料的要求。

参考文献

[1] 晓晓.常用的防火材料有哪些[J].安徽消防，2003（11）：29.

[2] 国家标准GB50222-95《建筑室内装修设计防火规范》[Z].

第6篇：高分子材料阻燃技术范文

关键词： 膨胀型阻燃剂 阻燃机理 协同效应

近年来，随着人们环保意识增强和对塑料阻燃性能要求的提高，聚烯烃塑料阻燃技术面临新的挑战。传统的卤素阻燃聚烯烃在燃烧时会产生有毒、腐蚀性气体和大量烟雾，存在很大安全隐患。无机填料阻燃剂则需要较大的添加量才能达到较好的阻燃效果，且很大程度上影响了塑料的力学性能。新一代无卤膨胀型阻燃剂（IFR）应运而生，成为近年来的阻燃领域的研究热点。目前，国内外对高效膨胀型阻燃剂的研究开展了大量工作，并取得一定成果。

一、膨胀型阻燃剂的组成、作用机理

膨胀型阻燃剂通过膨胀过程实现聚烯烃的阻燃，主要由三部分组成，分别是酸源（脱水剂或炭化促进剂）、炭源（成炭剂）和气源（发泡剂）。酸源一般为无机酸盐和无机酸酯类，主要有磷酸铵盐、磷酸酯、硼酸盐和硅酸盐，起到促进多羟基化合物的脱水炭化的作用。炭源主要是一些含碳量高的多羟基有机化合物，如季戊四醇、山梨醇、淀粉和含有多羟基的树脂等，是形成炭化层的物质基础。气源一般为含氮的多碳化合物，如尿素、三聚氰胺、双氰胺等，能在适宜温度下分解并释放惰性气体（NH3、CO2、H2O等），促进膨胀多孔炭层的形成[1]。

膨胀型阻燃剂的凝聚相阻燃机理得到普遍认同。多孔泡沫炭质层的形成经历以下过程：①在较低温度下，酸源释放出能酯化多元醇并能作为脱水剂的无机酸，如磷酸或偏磷酸；②在稍高的温度下，无机酸与多元醇发生酯化；③体系在酯化反应前或期间开始熔融；④酯化反应产生的水蒸气和气源分解的不燃气体使熔融体系发泡膨胀；⑤反应接近终止时，体系开始胶化和固化，最终形成蓬松多孔的泡沫炭层。炭质层的形成，减少了聚合物进一步降解并释放可燃性气体的可能性，同时隔绝了外界氧的进入，从而在相当长的时间内对聚合物起阻燃作用。

二、膨胀型复合阻燃聚烯烃的研究进展

膨胀型复合阻燃聚烯烃主要通过不同氮磷阻燃剂（磷酸盐、多元醇和含氮化合物）间的复配，并以一定配比填充聚烯烃实现阻燃效果。目前，膨胀型阻燃体系尚存在一些不足之处，表现在：⑴相容性差；⑵易吸湿，⑶阻燃剂的起始分解温度较低，热稳定性较差。因此，研究一些新的处理方法是促进膨胀型阻燃剂在实际应用的重要手段。主要的改性处理技术包括表面改性、微胶囊化、超细化、协同阻燃等等。

1.表面处理技术

通过各种表面改性剂与膨胀型阻燃剂颗粒表面的化学反应，改善阻燃剂与聚合物基体之间的相容性，有利于阻燃剂在基体中的分散，提高阻燃剂的综合性能。采用微胶囊化技术对膨胀型阻燃剂进行包裹改性，不仅可以改善膨胀型阻燃剂的吸潮性，而且改进膨胀型阻燃剂与基体的相容性，防止有效的阻燃成分在阻燃系统内的迁移，从而达到提高阻燃材料性能的目的。

曹芳等[2]以三聚氰胺（MEL）表面包覆的方法对聚磷酸铵进行改性，改性后的MAPP吸湿性降低，热稳定性及与基料之间的相容性有所提高。将MAPP与PER复配成IFR阻燃PP，当IFR用量为25%时，LOI已超过30%，阻燃级别已达UL94 V-0级。

Marosi Gy等[3]用三聚氰胺甲醛树脂微胶囊化APP，与未处理的APP 相比，胶囊化的APP 水溶性由25℃的8.2 %和60℃的62%分别降至0.2%和0.8%。

2.超细化技术

阻燃剂及协效剂的超细化、纳米化不仅不会降低材料的机械性能，而且还能对刚性粒子起增塑、增强作用；另外，纳米化使其表面积增大而增强了阻燃效果。

李艳涛等[4]将合成的一种三嗪成炭剂与APP 及纳米金属氧化物复配成IFR阻燃PP，结果表明纳米金属氧化物与IFR之间都有极强的协效作用，当IFR 总量固定在20%，纳米金属氧化物在PP 体系中添加量只占0.2%时，就能将UL-94 阻燃等级由无级别提高到V-0 级。在氧化物添加量为1%时PP 体系阻燃性能最优，氧指数最高达35.0%。

马志领等[5]研究了纳米蒙脱土（nano-MMT）阻燃聚丙烯的协同作用，结果表明，由于nano-MMT 具有良好的隔质和隔热作用，在一定程度上阻止了片层间分子链的热分解和运动，有显著的阻燃抑烟效果，加入质量分数为4%的nano-MMT不仅克服了阻燃体系熔滴的缺点，还有利于提高材料的拉伸强度。

3.协同阻燃技术

膨胀型阻燃体系的协效剂，可分为成炭协效剂（如纤维素、聚酰胺（PA）等）和催化协效剂（如金属氧化物、沸石、铝硅酸等）两类。成炭协效剂的添加有利于残炭量的增加，使炭层增厚，其添加量一般都在5%以上。催化成炭剂在膨胀阻燃体系中主要是催化含磷阻燃剂分解为磷酸或偏磷酸等，使其与聚合物降解过程中的中间产物酯化，从而提高体系燃烧时的成炭量，添加量低于5%。不同协效剂的协同作用机理尚待研究。

Atikler等[6]将硬硼酸钙石作为APP/PER 体系FR-PP 协效剂，当总加入量为30%（其中含65%APP， 28% PER 和7% 硬硼酸钙石）时，体系的LOI 为40.3%。

M.A. Hassan等[7]将亚铁、钴和锌的高分子螯合物应用于高岭土阻燃的聚丙烯体系，结果表明亚铁的高分子螯合物具有最佳协同效果，能使HRR 减少60%，发烟量减少50%。

4.“三位一体”技术

“三位一体”就是将炭源、酸源和气源组合在一个阻燃剂分子上。该IFR 阻燃塑料最突出的特点是有效降低了吸湿性，提高了热稳定性。但是由于该类大分子物质中各组分的配比固定，不同塑料所需要的最佳配比不同，有待进一步研究和完善。

王雪峰等[8]以双季戊四醇/多聚磷酸/五氧化二磷和三聚氰胺为原料，合成了膨胀型环状类磷酸酯蜜胺盐阻燃剂，使阻燃PP 的热稳定性提高，阻燃剂添加40 份时，LOI 可达33.6%。

另外，将阻燃剂单体与聚合物接枝共聚，可以消除阻燃剂和聚合物的相容性问题，也是膨胀型阻燃体系的重要发展方向。

三、结语

膨胀型阻燃剂由于具有优良的阻燃性能，且在燃烧时具有低烟、低毒、无腐蚀性气体等优点，符合未来阻燃剂的研究开发方向，因而具有广泛的发展前景。随着理论研究的深入和改性技术的进步，高效环保的膨胀型阻燃剂必将成为塑料阻燃领域的一大亮点。

参考文献

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第7篇：高分子材料阻燃技术范文

关键词：阻燃剂；水性聚氨酯；涂层胶；发展趋势

中图分类号：TS195.2

文献标志码：A

The Preparation of Water-based Flame Retardant Coating Gum

Abstract： The negative impact of halogen flame retardant on environment and people’s life has been recognized. Water-based halogen-free flame retardant has become the development trend， and it also meets the demand of textile flame-retardant coating. This paper introduced the development trend and preparation method of the flame retardant coating gum.

Key words： flame retardant； waterborne polyurethane； coating gum； development trend

1开发水性无卤阻燃涂层胶的必要性

火灾严重威胁人类生命和财产安全，全球每年约有16.5万人因火灾而丧生。火灾事故调查表明：50%左右的火灾由纺织品及室内装饰品引起。传统阻燃剂（特别是溴锑系阻燃剂）在燃烧时产生较多的烟雾、有毒物质和腐蚀性气体，其扩散速度远大于火焰扩散速度，妨碍了人们的撤离和扑灭工作，是火灾中最危险的因素，火灾中80%的死亡是由这种烟雾、有毒物质和气体造成的。

目前纺织品阻燃尤其是涤纶阻燃，应用最广的仍然是以十溴联苯醚和三氧化二锑为代表的溴锑系阻燃剂。由于多溴联苯醚本身难于降解，易于在生物体富集，污染食物链和生物链，加上多溴联苯醚-锑系在阻燃过程产生大量腐蚀性酸性烟雾，可能产生致癌的多卤二苯并二f英或多卤二苯并呋喃，毒性大，因此按照OEKO-TEX？Standard100标准要求，传统溴锑系阻燃剂不能在纺织品上应用，已经被欧美相关组织禁用。

我国是世界上最大的纺织品制造国，但纺织阻燃涂层胶的研究与阻燃领域的最新进展步调不一致，环保无卤阻燃等学术热点很少引入到水性阻燃涂层胶的研发中。我国引进了很多国际先进的涂层装备，迫切需要与其相适应的安全环保纺织阻燃涂层胶产品。长久以来，欧美设置了一系列安全环保阻燃等印染后整理技术壁垒措施，我国纺织业要实现跨越式发展，阻燃涂层胶等技术和产品必须实现自主创新。

有机磷系阻燃剂所具有的低毒、低烟以及阻燃性能是含卤系阻燃剂不能比拟的，但目前只是在塑料、建材等方面有较多使用，在纺织品阻燃方面应用还较少，而与黏合剂配合加工成阻燃涂层胶的则更少，而开发符合国际环保安全标准的水性无卤阻燃涂层胶并使之产业化很有必要。近几年国外企业受资源、劳动力限制，纷纷退出磷系阻燃剂领域，使得符合OEKO-TEX？Standard100国际纺织环保安全标准的阻燃涂层胶产品供给紧张，因此其市场前景看好。

我国GB20286―2006《公共场所阻燃制品及组件燃烧性能要求及标识》是强制性国家标准，其中也包括了对纺织品阻燃要求。除对极限氧指数（LOI）等常规阻燃测试指标外，特别强调产烟毒性等级或烟密度数值。许多溴锑系阻燃产品无法达到该标准要求，高效、抑烟以及减少有毒气体产生的水性无卤阻燃涂层胶已经成为业界的首选。

2水性无卤阻燃涂层胶的制备

传统阻燃涂层胶以聚氨酯或丙烯酸酯为粘合剂，十溴二苯醚与三氧化二锑为阻燃剂，再辅助以分散剂、流平剂、增稠剂、手感剂等助剂制成，阻燃效果、手感、牢度等性能较好，但溴锑系阻燃剂已经被欧美相关组织禁用。

水性无卤阻燃聚氨酯以水为介质，具有不燃、不爆、无毒、无味，不污染环境、不会危害操作人员身体健康、能显著降低产品成本的特点，在纺织品涂层等领域广泛适用。根据阻燃剂进入水性聚氨酯的方式，水性聚氨酯的阻燃改性主要有复配共混法与反应合成法。

复配共混法是将阻燃剂以物理方式分散在水性聚氨酯中，增稠后刮涂在织物表面，赋予织物阻燃效果。用复配共混法制取的阻燃聚氨酯乳液不稳定、易破乳、迁移，或者会破坏水性聚氨酯的成膜性及影响成膜后的各种性能。陈鹤等研究发现，阻燃效果很好的环状磷酸酯添加量大于10%时，水性聚氨酯胶膜即开始发粘，同时膜的力学性能下降明显。

反应合成法是将具有活性基团的阻燃反应单体参与水性聚氨酯的聚合或者缩聚反应，最后成为水性聚氨酯聚合物分子结构单元的一部分，产品具有优异的阻燃性能，阻燃耐久性高，手感好，力学强度影响小，阻燃剂在使用过程中不会析出。

按阻燃剂作为聚氨酯结构单元的不同反应合成水性阻燃聚氨酯可分为软段阻燃改性和硬段阻燃改性两种。软段阻燃改性是先用反应型阻燃剂与其它试剂合成出带有阻燃元素的大分子聚醚多元醇或聚酯多元醇，然后部分或全部替代聚醚多元醇或聚酯多元醇，与异氰酸酯反应，再经过中和乳化，得到阻燃水性聚氨酯。软段阻燃改性具有阻燃效果好，对胶膜性能影响小的特点。硬段阻燃改性是将反应型阻燃剂作为扩链剂或固化剂引入到水性聚氨酯中（即阻燃成分直接以小分子的形式嵌段到聚氨酯中），得到阻燃水性聚氨酯。

陈鹤等使用二溴新戊二醇为小分子扩链剂，与甲苯二异氰酸酯、二羟甲基丙酸反应，合成了二溴新戊二醇硬段改性的水性聚氨酯，成膜后LOI可以达到30以上。于得海等将自制的含卤多元醇接入水性聚氨酯主链结构中，合成了稳定的阻燃水性聚氦酯乳液。当含卤多元醇的添加量为25%时，胶膜的LOI可以达到29.8%，将该乳液增稠后用于织物涂层整理，能赋予织物优良的阻燃效果，达到国标B1级。

传化股份公司的水性无卤阻燃涂层胶以聚氧化丙烯二元醇N210（分子量1000）或者N220（分子量2000）、聚氧化丙烯三元醇（分子量3000）或者三羟甲基丙烷为原料于120℃、0.08MPa反应1h；加入二苯基甲烷二异氰酸酯（MDI）或者异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）、二羟甲基丙酸（DMPA）于85℃、N2保护下合成中间体；之后加入自制的含磷多元醇反应，保温反应2.5h至NCO含量接近理论值（用二正丁胺法测试NCO含量，反应过程中视情况加入适量丁酮（MEK）调节预聚体黏度）；降温，加入定量的三乙胺中和保温0.5h，用FLUCO高剪切分散乳化机乳化1～2min，旋转减压蒸馏去除MEK等步骤，合成得到水性无卤阻燃聚氨酯乳液；再经复配、增稠后得到水性无卤阻燃涂层胶。产品的主要技术指标如下：固含量：48%～54%；pH值（1%水溶液）：6～9；粘度（25℃）：900～3600mPa？s；阻燃效果：达到国标B1级；涂层剥离强度：>10N；涂层静水压：>5000Pa；卤素含量：氯含量≤20μg/g，溴含量≤20μg/g（符合OEKO-TEX？Standard100标准）。

3结语

随着人们对安全、环保的日益重视，环保型、复配型、膨胀型阻燃剂得到了很大发展。阻燃剂的发展趋势是无毒、无卤、低烟、对环境友好且具有最佳阻燃性能的新型阻燃体系。今后几年，环保高效的新型阻燃剂将在全球范围内蓬勃发展，传化的水性无卤阻燃聚氨酯涂层胶产品也将迎来良好的市场契机。

参考文献

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作者简介：傅幼林，男，1967年生，工程师，浙江传化股份有限公司总经理。

第8篇：高分子材料阻燃技术范文

Abstract： As the scale of the cable buried construction grows in the urban power network renovation， the rapid development of power system has put a higher demand on the performance and economic benefits of the cable support. Considering the problems produced by the able support made of traditional materials in the coming power system， the article introduces SMC cable support made of a new material. On the basis of detailed elaboration on the characteristics of SMC composite material， the article comes to a conclusion that the SMC cable support has the advantages of high insulation， good mechanical properties， corrosion resistance， flame retardant， high reliability， long life and so on. By comprising the performance of SMC and the traditional cable support， it demonstrates that SMC cable support is a reliable alternative of the traditional one and is the trends of the cable support in the power system.

关键词： SMC；电缆支架；复合材料

Key words： SMC；cable support；composite material

中图分类号：F764.5 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2012）32-0069-02

0 引言

制作电缆支架的材质有很多种，目前应用得比较广泛的主要有金属角铁电缆支架、水泥电缆支架、高分子复合材料电缆支架等。一直以来，电力系统和公用事业部门采用金属角铁、铝合金或水泥条制电缆支架铺设电缆较多。

传统材质的电缆支架，由于材料本身性能限制，在使用中一直存在着较多缺陷，如传统的金属电缆支架在恶劣环境下易锈蚀、寿命短，如地铁、隧道、化工企业、多雨潮湿或沿海盐雾等场合，使用金属支架极易锈蚀，设施的维护费用高，使用寿命也较短。

随着电力工程建设的需要，特别是大、中城市电网改造中的电缆入地工程，迫切需要性能优良，使用寿命长，使电缆敷设更加快捷安全可靠的新一代电缆支架。我国电力部就曾于1994年在上海召开的电缆标准会议上指出，建议使用有机复合材料代替。发达国家更是一直努力通过各种途径研制质量密度低、强度高、不锈蚀的新型防火高分子材料来替代传统材料。因此，研制质量密度低、强度高、不锈蚀的新型防火高分子材料电缆支架来替代传统材料制造的电缆支架是电缆支架未来的发展趋势。复合材料SMC主要应用是在汽车、船舶、化工、建筑、电气、军工以及宇航等方面。SMC具有优异的电绝缘性、耐电弧性，因此在电力系统中也得到了广泛应用：电机换向器、接线板、灭弧罩、电缆分配箱外壳、终端分配器、电缆支架等设备中都使用了SMC。研究表明，使用SMC高分子复合材料研制的电力电缆支架是其中最优越的一种。

1 传统材质的电缆支架存在的问题

首先，电缆架设使用金属支架时，电流流经电缆会产生磁场，导致两个支架角钢之间形成磁场闭合回路（环流），使电缆温度升高，加大电缆与支架涡流作用产生铁损（约占电缆线损的50%），进而使环流温度升高。尤其当电缆通过较大电流时，温度迅速升高，往往会形成强大的弧光而损毁金属支架。因此现在多采取加粗电缆等措施预防此问题，进而大大增加输电设备的制造成本。

其次，目前采用外涂油漆或热浸锌等技术处理金属制电缆支架的防锈防腐问题，仅能治标，不能治本，特别是在恶劣环境中，防锈防腐问题大大缩短了它的使用寿命，同时影响电力、通信设施的安全和无故障使用期。

最后，金属支架生产过程能耗大、污染大，不符合国家节能减排政策；价格易受国际金属市场价格的影响；水泥条制的支架外观粗糙，体积庞大，既容易损伤电缆护套，又不利于在狭小电缆沟内的施工。

2 SMC复合材料的特点

SMC复合材料最早是由德国拜耳公司于1960年研制成功，并实现工业化生产，此后西欧、美国和日本相继发展起来，我国是于1975年开始研制，而后工业化生产，目前已形成了一较大规模的产业。SMC复合材料是一种热固性热复合材料，SMC（Sheet Mould Compound）是由树脂糊浸渍玻璃纤维制成的一种片状模塑料，它具有强度高、重量轻、耐腐蚀、电绝缘等特点，具有性能设计自由度大，加工方便的优点，是全球应用最广泛的复合材料之一，这些优点刚好满足电缆支架的技术要求，是生产电缆支架的理想材料[2][3]。

SMC高分子复合材料具有以下特点：

①强度高、重量轻、重量只有钢的1/4，混凝土管的1/10左右，运输方便，施工便捷。

②产品表面光滑摩擦系数小，不损伤电缆。

③产品整体绝缘，无电腐蚀，可防止产生涡流。

④耐水性好，可长期在潮湿环境或水中使用。

⑤耐热、耐寒、防火性能优，能在-50℃-130℃下使用。

⑥防腐蚀，不生锈，使用寿命长，免维护。

⑦材料没有回收利用价值，可杜绝盗窃问题。

⑧绝缘性能好，无需接地，可减少安装工作量，节约安装成本。

3 SMC电缆支架的特点

SMC玻璃钢复合材料电缆支架可广泛应用于电缆沟、电缆隧道、电缆排管工作井以及电缆半层内的电力电缆、控制电缆和通信电缆的敷设[4]。目前设计有预埋型分体式电缆支架和螺孔型分体式电缆支架，能满足不同的安装环境和使用习惯的需要。同时将支架分成支架座和支架托臂两部分，便于狭窄电缆沟内施工。

将常见的各种材料电缆支架的性能做简单比较，如下表示：

从表中可以看出，与传统的电缆材质相比，采用SMC复合材料制造的电缆支架具有绝缘性能好、机械性能好、耐腐蚀、阻燃性好、产品质量可靠性高、不易老化使用寿命长的优点，SMC复合材料电缆支架具有良好的社会效益和经济效益。

总的来说，SMC高分子复合材料电缆支架具有如下特点[5]：

3.1 强度高，重量轻 SMC高分子复合材料主要由起增强作用的玻璃纤维和起粘结作用、传递载荷作用的热固性树脂组成。玻璃纤维的拉伸强度很高（3450MPa），其含量、长度、铺设形式决定支架制品的强度。SMC高分子复合材料强度可以在30～1000MPa范围。因此，可根据制品的受力情况、产量、生产工艺、价格承受能力来设计玻璃纤维的用量、长度和铺设形式。

3.2 不蠕变 SMC高分子复合材料电缆支架的刚性比国外某些公司生产的玻璃纤维增强尼龙支架增强一倍。即使在长期负载下也不变形。

3.3 防火性能强 氧指数是评价电缆防火产品重要的检测手段。氧指数是指在最大氧气条件下，防火产品耐烧的特性。在工程中使用根据燃烧强度确定。例如：在30根电缆的条件下，如发生电缆引燃事故，在4min以内即可形成500℃以上高温热聚集，从而导致电缆沿走向进行延燃。电缆密集处的电缆越多，可燃体质量越大。而SMC高分子复合材料电缆支架的氧指数大于等于70%。符合防火低烟，无卤，无毒的安全要求，防火性能强。

3.4 耐腐蚀 SMC高分子复合材料支架具有良好的耐腐蚀性能，尤其适合在潮湿、盐雾、酸和弱碱环境使用。

3.5 绝缘性能好 绝缘性能可以根据使用要求调整。一般地，绝缘电阻大于等于1.0×1012Ω。

3.6 使用方便 预埋型支架座直接埋入电缆沟的墙壁即可，螺孔型支架座已经预留安装孔，直接用螺丝固定即可，安装和维护非常方便。电缆支架托臂采用圆弧形光滑表面，没有倒刺和分模线，不会拉伤电缆，而且可降低工人的劳动强度。

3.7 使用寿命长 通用型的使用寿命：室内20年以上，地下50年以上；耐老化型的使用寿命：室外20年。

3.8 良好的经济效益 SMC电缆支架整体式结构，简化了安装工序，提高了安装工效，缩短了工程周期，降低了工程费用及其抗腐蚀性强、无需维护和更换等特点，其优越性是显而易见的。

4 结语

复合材料SMC可设计性强，具有许多传统材料所不可比拟的特性，若使用合理，必将会在电力及许多领域中发挥越来越大的作用；而SMC高分子复合材料电缆支架因其优良的性能，也必能在电力系统获得更广泛的应用。

①传统材质的电缆支架存在易锈蚀、导电、导磁的问题，不能完全满足电力建设和节能的要求。尤其是在特高压输电线路中，为避免产生涡流损耗，在高压单芯大截面电力电缆中应选用非铁磁性材料支架。

②在电力系统中应用SMC电缆支架具有节能降耗的突出优点。

③SMC电缆支架符合220kV及以下电力电缆的装置要求、适用于电缆沟、电缆隧道、竖井、电缆层（井）等各种电缆构筑物。

④综合技术经济比较，SMC高分子复合材料电缆支架明显优于传统材质电缆支架。其替代传统材质支架切实可行，具有明显的经济效益和社会效益。

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第9篇：高分子材料阻燃技术范文

论文摘要：文章从我国林业科技发展对材料化学专业人才的需要出发，探讨了在高等林业院校设置材料化学的专业定位，在对材料化学课程的教学体系进行思考的基础上，提出了培养适应林业科技发展需要的材料化学专业人才的培养模式和教学内容。

材料化学是一门材料科学与现代化学相结合的新兴学科，对于自然科学和国民经济的发展至关重要，是21世纪化学发展中的重要新兴学科之一。本专业密切联系国民经济、科学技术迅速发展的实际，研究材料制备、加工、性能和应用等的化学问题。上个世纪90年代初，复旦大学率先开设材料化学本科专业。随后，众多高校相继开设了该专业。由于材料种类很多，而且各个高校开设材料化学专业的背景和学校的优势学科不相同，虽然专业名称相同，但是各学校所制定的培养方案和体现的专业特色各不一样。中南林业科技大学是一所服务于区域经济和现代林业，地处中南地区的高等林业院校。在高等林业院校开设材料化学专业，相对于其它综合性高校的材料化学专业和本校的主流学科一一林学来说，该专业无论是在师资队伍，还是在科研水平与学科建设等方面都存在不小的差距。所以，我校开设的材料化学专业，只有办出自己的特色和优势，才能在材料化学专业领域占有一席之地。

1、专业定位明确，体现办学特色

人才的培养需要找准位置，明确方向。这是适应经济发展的需要，也是办好专业的关键。我校2004年初申报材料化学专业并获得省教育厅批准，2005年正式招生。经过5年的发展，积累了较为丰富的教学实践经验，基本建立了较为完备的材料化学专业办学条件。材料化学是一门多学科相互交叉的新型综合学科，就材料而言，包括金属材料、无机金属材料、高分子材料、功能材料、复合材料等多个领域。随着我国经济建设的全面发展，为了应对经济社会可持续发展的迫切要求，加强林业和生态环境建设至关重要。各种新材料在农业、林业领域的应用日益广泛，如生物质材料、木材阻燃材料、仿生材料和可生物降解材料等的开发都是材料优先发展的方向。但是，目前我国林业领域从事新材料技术开发和应用的专门人才比较匾乏，远远不能满足现代林业高速发展的需要。因此，高等林业院校设置材料化学专业对我国林业现代化具有重要意义。在高等林业院校设置材料化学专业既要考虑材料科学学科本身的体系，又要体现高等林业院校的特色与优势。为此，我们把专业定位在复合材料、生物质材料和高分子材料三大方向，使学生既具有扎实的材料科学基础知识和良好的专业素质，又能适应科学技术飞速发展的要求;培养能在材料开发、生产及应用领域，尤其是利用林产品资源进行新材料研制和开发以及新材料在林业领域的应用方面具有创新精神和实践能力的复合型人才，为我国林业生产现代化及林业产业化的发展提供坚实可靠的人才保障。

2、完善课程体系，优化课程设置

本专业秉承夯实基础，提高能力、拓宽范围、接触前沿的理念，根据国家经济建设对专业型、应用型、复合型和学习型人才的需要，在遵循“重基础、宽口径和强能力”教学改革原则的基础上，在构建材料化学专业课程体系时，主要采取下列原则:加强基础理论，拓宽专业口径，重视实验教学，适当增加选修课比例。因此，该专业的课程体系由公共基础课、专业基础课、专业必选课和专业选修课四个方面组成。其中:公共基础课程与化学工程类其它专业一致;专业基础课开设了材料化学、物质结构基础、材料科学与工程基础、材料物理性能等课程;在专业课程的设置上注意宽口径与突出特色相兼顾，如复合材料方向开设的复合材料学和复合材料工艺与设备课程;高分子材料方向开设的高分子化学、高分子物理和材料结构表征课程;生物质材料方向开设的木质复合材料、竹材及非木质材料等课程。同时，还加强了工艺设计和制造方面的课程，如开设材料加工与成型、材料加工与成型实验、材料合成与制备等课程;增加了阻燃材料及其应用技术、仿生材料、生态环境材料、活性炭制备改性与应用专题等特色课程。总之，在课程体系的总体构建原则下，经过两次培养计划的修订，对课程进行了认真仔细的整合，系统地确定课程门类，进一步明确各门课程的内容及课程间的分工与联系，删除一些内容陈旧或与其它课程内容重复的课程，增加反映最新研究成果方面的课程，如纳米材料，纳米复合材料等，创建一些理论联系实际、有利于培养学生综合运用知识的能力的课程，并加大前沿科技知识的教学比例。

3、改革实践教学体系，强化能力培养

材料化学专业是一门实践性很强的学科，在教学活动中，必须加强实践教学环节。首先，在加强基础化学实验教学的前提下，组建了材料合成与制备、材料结构表征和检测两个专业实验室。同时，利用多种渠道与企业建立联系，在株洲冶炼集团、湘潭钢铁公司和株洲化工集团等单位建立了实习基地。第二，实验教学是培养和提高学生的综合素质、探究与创新能力的重要途径。建立新型的材料化学实验教学体系，将传统的实验教学向开放性的教学模式进行转变，是培养创新意识、创新思维和创新能力的人才的有效途径之一。为此，在实验教学方法上，部分实验课试行开放式教学，实验课教师仅仅讲授实验的基本原理和基本要求，从查阅文献资料开始，到实验方案设计、实验操作规程、实验结果分析等均由学生独立完成，使学生变被动学习为主动学习。第三，按基础型、设计综合型、研究创新型三个层次规划实验，进一步改革实验教学内容。积极推行从验证模仿性实验向设计创新性实验转变，同时减少验证性实验，增设设计性、创新性和综合性实验。第四，鼓励学生参加科研活动，根据个人兴趣和爱好参加教师的科研项目，鼓励学生积极申报大学生研究性学习和创新性实验计划项目。通过具体的研究课题，独立设计、自查资料、自拟实验方法进行探索性、创造性实验。第五，结合专业实验室和实习基地搞好毕业实习和生产实习，鼓励已经签订就业协议的学生到单位联系生产实际选择课题，鼓励教师到实习基地结合实际指导学生的毕业论文。由此在整个实践教学活动中构建了“计划教学一开放实验一科研相结合”的新的实验教学体系。同时，在实践教学环节中，重视学生综合素质的培养，把素质教育贯穿于实践教学的全过程，为全体学生提供了一个全面发展的实践空间，培养与他人合作的团队精神。为学生将来适应现代企业的管理体制，确立优秀的职业道德素养打下坚实的基础。

4、加强师资队伍建设，优化师资队伍结构