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聚碳硅烷與氫氧化鎂協(xié)效阻燃聚乙烯復(fù)合材料的作用機制與性能研究

作者:小編 瀏覽人數(shù):  次更新時間:2024-06-17

聚碳硅烷與氫氧化鎂協(xié)效阻燃聚乙烯復(fù)合材料的作用機制與性能研究


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聚碳硅烷(PCS)作為一種有機硅前驅(qū)體,在與氫氧化鎂Mg(OH)?)協(xié)效阻燃聚乙烯(PE)復(fù)合材料中,發(fā)揮著改善阻燃效果和優(yōu)化殘?zhí)拷Y(jié)構(gòu)演變的重要作用。以下是該協(xié)同阻燃現(xiàn)象的關(guān)鍵點概述:

協(xié)同阻燃機制

  • 聚碳硅烷在高溫下分解,釋放揮發(fā)性小分子,形成交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)或碳層,有效隔絕氧氣和減少熱量傳遞,增強阻燃性。
  • 該過程促進Mg(OH)?脫水,生成致密的MgO層,提升材料的阻隔效應(yīng)。

殘?zhí)拷Y(jié)構(gòu)演變

  • 聚碳硅烷的熱解和交聯(lián)作用導(dǎo)致燃燒后形成更緊密穩(wěn)定的炭層結(jié)構(gòu),物理隔離氧氣,減少可燃氣體釋放,延緩熱分解。
  • 炭層可能隨燃燒時間從疏松轉(zhuǎn)變?yōu)橹旅?,形成連續(xù)保護層,有效保護材料殘余結(jié)構(gòu)。

氫氧化鎂的作用

  • Mg(OH)?分解產(chǎn)生水蒸氣,吸熱降低體系溫度,生成耐高溫的MgO層,阻礙熱和火焰?zhèn)鞑ァ?/span>
  • 與聚碳硅烷協(xié)同作用,形成復(fù)雜的防護結(jié)構(gòu),顯著增強阻燃效能。

結(jié)構(gòu)調(diào)控

  • 通過調(diào)整聚碳硅烷的種類、加入量和分布,優(yōu)化殘?zhí)拷Y(jié)構(gòu),提高阻燃效率。
  • 使用特定官能團的聚碳硅烷有利于形成交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)或炭層,合適的分散技術(shù)確保Mg(OH)?和聚碳硅烷在PE基體中均勻分布。

阻燃效果評估

  • 通過TGA、LOI測試、UL-94垂直燃燒測試和SEM觀察燃燒后殘?zhí)课⒂^結(jié)構(gòu),全面了解聚碳硅烷和氫氧化鎂如何共同影響材料的阻燃性能和殘?zhí)拷Y(jié)構(gòu)演變。

聚碳硅烷和氫氧化鎂的協(xié)效作用為聚乙烯復(fù)合材料提供了一種高效的阻燃策略,通過優(yōu)化殘?zhí)拷Y(jié)構(gòu)和提高阻燃效率,顯著提升了材料的防火安全性。



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