王亚超
,
赵江平
材料研究学报
doi:10.11901/1005.3093.2015.684
利用硅藻土松散、质轻、多孔、富含活性硅等特点,制备用于外墙保温板的阻燃材料,并采用多种分析手段对其进行表征.结果表明,当同时以NaOH(2 mol·L-1)和Na2SiO3(l mol·L-1))为化学改性剂,采用溶胶-凝胶法制备的硅藻土基阻燃材料可使聚苯板(EPS)的极限氧指数达到36.8％,燃烧性能达到UL-94 V1级别.提出并阐述了NaOH和Na2SiO3对硅藻土的协同效应,扫描电镜(SEM)结果证实NaOH和Na2SiO3同时作用时有助于硅藻土形成结构更加致密的无定型硅质层,X-射线衍射分析(XRD)和红外光谱(FT-IR)结果证实,在碱性环境下硅藻土结构发生了“解聚-重组”,其在燃烧过程中进一步发生重组.
关键词:
无机非金属材料
,
阻燃材料
,
硅藻土
,
协同效应
,
微结构
王亚超
,
赵江平
,
童媛媛
,
丁建雄
材料研究学报
doi:10.11901/1005.3093.2016.385
在Na2SiO3·9H2O-KOH改性硅灰(溶胶-凝胶法)制备阻燃材料的基础上,基于正交试验L9(34)研究了焦磷酸钠、聚丙烯酰胺(PAM)和LaCl3对其阻燃性能的影响(包括它们的主次顺序和显著水平),合成了稀土元素掺杂的有机-无机杂化阻燃材料LaCl3/PAM/SiO2·nH2O.用热重/差示扫描量热(TG/DSC),扫描电镜(SEM),X-射线衍射(XRD)和红外光谱(FT-IR)等手段进行表征,提出并阐明了其阻燃机理.LaCl3/PAM/SiO2·nH2O可使帆布的LOI达到39.2％;极差分析表明其主次顺序依次为PAM＞ LaCl3·7H2O＞NaP2O7·10H2O,方差分析表明PAM与其阻燃性能成高度显著影响,LaCl3· 7H2O为显著影响;XRD和SEM结果表明PAM和LaCl3有助于形成片层状的无定型膨胀硅质层,FT-IR和TG/DSC结果证实其具有优良的高温稳定性,进而产生隔热阻燃效应.
关键词:
复合材料
,
阻燃
,
方差分析
,
微结构
,
机理
王亚超
,
赵江平
,
童媛媛
,
丁建雄
硅酸盐通报
采用短切玄武岩纤维、聚丙烯纤维、蛋白纤维(头发)和陶瓷纤维增韧碱激发矿渣/粉煤灰基地质聚合物.三点弯曲实验和力学性能结果表明玄武岩纤维的增韧效果最佳,可将其弹性模量降低39.9％;压汞仪(MIP)和扫描电镜(SEM)测试结果表明玄武岩纤维的掺入可显著改变其微观结构,孔径小于20 nm的无害孔体积含量增加,孔径大于3μm的机械孔体积含量降低,提高其密实度.玄武岩纤维可与基体发生物理复合和化学交联,而陶瓷纤维可有效阻止裂纹的扩展,聚丙烯纤维较难与基体紧密结合,蛋白纤维易于发生溶蚀或滑落.
关键词:
纤维
,
三点弯曲
,
地质聚合物
,
增韧
,
孔分布
王亚超
,
赵江平
硅酸盐通报
外墙外保温材料的阻燃设计已成为建筑安全发展的重要趋势,本文采用溶胶-凝胶法,以硅灰为原料,对比研究了NaOH(2 mol/L,3 mol/L,4 mol/L和5 mol/L),KOH(2 moL/L,3 mol/L,4 mol/L和5 moL/L)和Na2SiO3(1 mol/L,1.5 mol/L,2 mol/L和2.5 mol/L)以及它们二者混合所制备硅灰基涂料的阻燃性能.结果表明,以KOH(2 mol/L)和Na2SiO3(1 mol/L)为化学活化剂时阻燃效果最佳,其可使EPS的极限氧指数可达38.6％,燃烧性能达到UL-94 V0级别;并提出了KOH和Na2SiO3对硅灰的协同反应原理,SEM结果证实其有助于硅灰发展成结构更加致密的无定型硅质层,热重-差式量热结果表明该硅灰基涂料具有良好的热稳定性;XRD和FT-IR结果表明在碱性环境下硅灰结构发生了“解聚-重组”,所制备涂料在燃烧过程中可将EPS中有毒的Cl元素固化为NaCl.
关键词:
硅灰
,
阻燃涂料
,
微观结构
,
极限氧指数
王亚超
,
赵江平
,
童媛媛
,
丁建雄
硅酸盐通报
通过对比在纤维板表面涂覆NaOH和Na2SiO3溶液,基于小室燃烧法、垂直燃烧仪和极限氧指数等研究其阻燃性能.结果表明,表面改性纤维板的阻燃性能排序为:涂Na2SiO3纤维板>涂NaOH+Na2SiO3纤维板>涂NaOH纤维板>未处理纤维板>泡水处理纤维板,单面涂覆的阻燃性能优于双面涂覆,极限氧指数可达25.2%.提出了NaOH与Na2SiO3对中密度纤维板的阻燃机理,涂覆NaOH溶液易使纤维板的阻燃物质迁移至表面,掺入的Na2SiO3可在纤维板表面形成含(=)Si-O-Si(=)链的三维网状硅质层,进而提高其阻燃性能.
关键词:
纤维板
,
阻燃
,
Na2SiO3
,
氧指数
,
小室燃烧
赵江平
,
李飞
,
王亚超
硅酸盐通报
本文基于正交实验探索了氯化镧、正硅酸乙酯(TEOS)、磷酸二氢铵、尿素、季戊四醇和反应介质的pH值对阻燃剂阻燃效果的影响主次顺序,采用测量极限氧指数(LOI)和垂直燃烧仪分别评价了该新型硅-磷复合膨胀型阻燃剂的性能,通过SEM和TG分析其阻燃机理.结果表明在较弱的酸性条件下通过溶胶-凝胶法可制备出性能优异的阻燃剂,不同因素对阻燃效果影响不同,B(m(磷酸二氢铵)∶2m(季戊四醇)∶2m(尿素))＞D(pH值)＞A(阻燃体系/TEOS)＞C(氯化镧/阻燃体系).当A3=30％,B1=3∶2∶1,C3=3％,D4=6时,得到优方案,阻燃效果最好,经优方案处理的棉织物氧指数提高至35.4％;它们在棉布燃烧时可发挥协同阻燃性,形成具有隔热隔氧性能的致密膨胀层,并释放阻燃性气体.
关键词:
膨胀型阻燃剂
,
正交实验
,
氧指数
,
微观形貌
,
阻燃机理
赵江平
,
吴丹
,
王亚超
硅酸盐通报
本文分别选取聚磷酸铵、季戊四醇、尿素及聚酯树脂为膨胀型阻燃剂中的酸源、碳源、气源及成膜剂,基于正交试验,依据小室燃烧和氧指数测试法探索各个组分对阻燃性能的影响主次顺序,衡量在不同配方下的阻燃效果,结果表明组份影响顺序为m(聚磷酸铵)>m(聚酯树脂)>m(尿素)>m(季戊四醇);得到具有最优阻燃性能的阻燃剂,即9#配方A3B3C2D1,经该配方处理的试样,其氧指数明显提升至38%;同时,通过热重和电镜扫描分析其燃烧过程,解释阻燃机理.
关键词:
正交试验
,
热重分析
,
膨胀型阻燃剂
