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阻燃剂对软质聚氨酯泡沫燃烧特性的影响

聚氨酯泡沫可分为软质、硬质和半硬质聚氨酯泡沫塑料, 其中软质聚氨酯泡沫塑料80 %~90 %用在家具、床具和运输业, 硬质泡沫主要应用于建筑业。
聚氨酯泡沫塑料是一种多孔物质, 具有密度小、导热系数低、极易燃烧等特性, 具有较大的火灾危险性。为了防火需要, 阻燃聚氨酯泡沫的研究及阻燃产品就应运而生, 并得到了广泛的应用。

一、实验部分

研究员:杨守生 康茹
实验方法
1、制作软质聚氨酯泡沫实验样品, 样品大小:100 mm ×100 mm×40 mm 。
2、称量每个样品的质量, 并作记录。
3、浸渍阻燃处理:将聚氨酯泡沫样品分别浸泡于含不同阻燃剂的溶液中使其充分吸饱溶液、沥干、烘干至恒重, 冷却称重, 并计算样品中阻燃剂含量。
4、燃烧性能测试。

二、实验与分析

(一)热释放速率分析

材料的热释放速率在火灾中是一个非常重要的参数, 它反映了材料的耐火性,燃烧时释放热量的多少以及材料燃烧的速率。在相同的辐射能量下, 材料燃烧时第一峰值出现越早、平均热释放速率越大,试样的阻燃效果就越差,在火灾中燃烧的速度就越快。

(二)烟毒性的分析

添加了阻燃剂四硼酸钠、磷酸二氢钾、氯化钠和硫酸铵的聚氨酯泡沫的烟释放率分别是未经阻燃处理的聚氨酯泡沫的78.1 %、23.1 %、18.5 %、6.4 %, 均小于未经阻燃处理的聚氨酯泡沫样的产烟量;而添加了阻燃剂磷酸三甲酯、氯化铵和碳酸铵的聚氨酯泡沫燃烧时的产烟量均大于未经阻燃处理的聚氨酯泡沫,分别是未经阻燃处理的聚氨酯泡沫的321.2 %、261.2 %、144.9 %;含硫酸铵阻燃剂的聚氨酯泡沫的产烟量最小, 只有11.3 kg/kg 。

(三)一氧化碳产生率的分析

添加了四硼酸钠、磷酸二氢钾、氯化铵和硫酸铵的聚氨酯泡沫燃烧时的一氧化碳产生率小于未经阻燃处理的聚氨酯泡沫;一氧化碳产生率大于未经阻燃处理的聚氨酯泡沫的有添加了下列阻燃剂的聚氨酯泡沫:磷酸三甲酯、氯化钠和碳酸铵。其中一氧化碳产生率最小的是含氯化铵阻燃剂的聚氨酯泡沫,是未经阻燃处理的聚氨酯泡沫产烟量的2.4 %。
因此, 在这7 种添加了阻燃剂的样品中, 含氯化铵的软质聚氨酯泡沫更适合应用于对一氧化碳产生量要求较高的场合。

(四)二氧化碳产生率的分析

二氧化碳产生率大于未经阻燃处理的聚氨酯泡沫的是含有氯化钠和碳酸铵阻燃剂的聚氨酯泡沫,分别是2.6 kg/kg 和2.06 kg/kg;含有四硼酸钠、磷酸二氢钾、磷酸三甲酯、氯化铵和硫酸铵的阻燃剂的聚氨酯泡沫燃烧时产生的二氧化碳分别是1.4kg/kg 、0.35 kg/kg 、1.52 kg/kg 、0.03 kg/kg 和1.43kg/kg 。由此可知, 含氯化铵的聚氨酯泡沫燃烧时二氧化碳产生率是最小的, 仅有未经阻燃处理的聚氨酯泡沫的1.6 %。

(五)点燃时间

未经阻燃处理的聚氨酯泡沫和添加碳酸铵的聚氨酯泡沫的点燃时间最短, 都是7s;含四硼酸钠的聚氨酯泡沫的点燃时间最长, 几乎是未经阻燃处理的聚氨酯泡沫的15 倍。由此可知, 含四硼酸钠的聚氨酯泡沫在所有添加阻燃剂的聚氨酯泡沫中是最不易点燃的。

三、结论

含氯化铵的聚氨酯泡沫燃烧时热释放速率最小,仅是未经阻燃处理的聚氨酯泡沫的热释放速率的11.5%;含硫酸铵的聚氨酯泡沫的产烟量最少,仅是未经阻燃处理的聚氨酯泡沫的产烟量的6.4%;含氯化铵的聚氨酯泡沫燃烧时产生的一氧化碳和二氧化碳都是最少的,分别是未经阻燃处理的聚氨酯泡沫的2.4%和1.6%;点燃时间最长的是含四硼酸钠的聚氨酯泡沫,几乎是未经阻燃处理的聚氨酯泡沫的15倍,其他阻燃剂对聚氨酯泡沫的燃烧性能都有不同程度的影响。

(本文摘自网络,侵权删)

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