燃油用阻燃抑爆高分子復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制備.pdf

1、隨著現(xiàn)代社會(huì)的迅速發(fā)展，燃油的使用越來(lái)越廣泛。其中柴油、汽油以及液化石油等的使用以及儲(chǔ)存的安全問(wèn)題是目前急需解決的。在戰(zhàn)場(chǎng)作戰(zhàn)時(shí)，為了避免飛機(jī)、坦克、艦船等武器作戰(zhàn)裝備和運(yùn)輸裝備的油箱被炮彈擊中后引發(fā)“燃料的二次爆炸”，造成人員的重大傷亡，因此必須要降低油料的安全隱患。而在武器裝備油箱及油罐車中填充阻隔防爆材料，可有效防止其在遭受到明火、爆炸沖擊波沖擊等突發(fā)事故時(shí)發(fā)生的燃燒、爆炸。燃油這種易燃易爆危險(xiǎn)品的儲(chǔ)存和運(yùn)輸安全問(wèn)題一直是人們關(guān)注

2、的焦點(diǎn)，燃油在運(yùn)輸過(guò)程中，由于晃動(dòng)會(huì)產(chǎn)生靜電積累，在遇到明火或撞擊等外部因素后，很容易引發(fā)油罐車的爆炸等安全事故。本文設(shè)計(jì)了一種新型阻燃抑爆材料-球形非金屬阻燃抑爆材料，針對(duì)不同的燃油體系，選擇三種極性不同的聚合物基體——線性低密度聚乙烯(LLDPE)、尼龍6(PA6)和聚酮(POK)基材進(jìn)行阻燃性能、熔融流動(dòng)性和抗靜電性能等的改性實(shí)驗(yàn)，討論了這幾個(gè)因素對(duì)阻燃抑爆材料防爆性能的影響，為新型阻燃抑爆材料的工業(yè)化生產(chǎn)提供了數(shù)據(jù)支撐。阻燃抑爆

3、材料是解決當(dāng)前燃油儲(chǔ)存及運(yùn)輸安全問(wèn)題的關(guān)鍵，要想開(kāi)發(fā)抑爆材料，首先要對(duì)其進(jìn)行阻燃研究。本文的研究?jī)?nèi)容主要有以下三個(gè)部分:
　　1、選用非極性的為基材，聚磷酸銨(APP)/季戊四醇(PER)為膨脹阻燃體系，阻燃協(xié)效劑采用高嶺土(Kaol)制備的4A分子篩，并負(fù)載Zn2+得到的4A-Zn2+。分子篩的結(jié)構(gòu)通過(guò)X射線衍射(XRD)和傅立葉變換紅外光譜(FTIR)表征，LLDPE/IFR/4A-Zn2+復(fù)合材料的阻燃性能通過(guò)極限氧指數(shù)(L

4、OI)、垂直燃燒試驗(yàn)(UL-94)和錐形量熱儀(CCT)評(píng)價(jià)，熱穩(wěn)定性通過(guò)熱重分析(TGA)和梯度升溫FTIR評(píng)價(jià)。結(jié)果表明LLDPE/IFR/4A-Zn復(fù)合體系的LOI值提高到28.5％，并可以通過(guò)UL-94Ⅴ-0級(jí)，熱釋放速率(HRR)比純LLDPE明顯降低，PHRR下降的幅度高達(dá)53.3％; TGA結(jié)果顯示LLDPE復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性提高，最終殘?zhí)苛吭黾拥?.7％。通過(guò)掃描電鏡(SEM)測(cè)試對(duì)殘?zhí)康男蚊埠徒Y(jié)構(gòu)的分析表明，4A-Zn

5、有利于增強(qiáng)LLDPE復(fù)合材料的炭層質(zhì)量和強(qiáng)度。另一種協(xié)效阻燃劑硫代乙酰胺（TAA）插層高嶺土(K-T)在LLDPE/IFR體系中同樣表現(xiàn)出優(yōu)異的阻燃效果，LOI達(dá)到27.5％，垂直燃燒通過(guò)UL94Ⅴ-0等級(jí)。
　　2、選擇有一定極性的聚酰胺6(PA6)為基體樹(shù)脂，三聚氰胺氰脲酸鹽(MCA)/導(dǎo)電石墨(CG)為阻燃劑，制備的酸化高嶺土(A-K)為協(xié)效阻燃劑。結(jié)果表明，在PA6/MCA/CG復(fù)合體系中加入1wt％A-K后， LOI提高

6、到26.4％，垂直燃燒達(dá)到UL94的Ⅴ-0級(jí)，熔融滴落現(xiàn)象也得到了抑制，600℃時(shí)的殘?zhí)苛吭黾拥?.8％;而且加入A-K后，PA6復(fù)合材料體系的熔融指數(shù)增大，熔融流動(dòng)性有很明顯的改善，燃燒后的炭層結(jié)構(gòu)變得平滑且致密。
　　3、選擇耐溶劑性優(yōu)異，加工流動(dòng)性好的POK為基體樹(shù)脂，有機(jī)磷AHP和OP930為阻燃劑，與聚酮樹(shù)脂混合擠出制備成阻燃POK復(fù)合材料體系。通過(guò)對(duì)POK復(fù)合體系的LOI、UL94、TG、熔融指數(shù)和拉伸、沖擊性能的測(cè)試