阻燃阻燃材料第一節(jié)第1頁，共44頁，2023年，2月20日，星期日課程名稱：阻燃高分子材料FireRetardantMaterials學分：2總學時：34講課：34學時內容提要：本課程講授了燃燒原理、阻燃原理、阻燃助劑、阻燃材料的設計以及制備、阻燃材料的加工測試方法。主要內容：燃燒現(xiàn)象和燃燒過程介紹，燃燒原理的解析，阻燃助劑包括無機阻燃劑、鹵系阻燃劑、磷氮系阻燃劑、硅系阻燃劑，阻燃材料的設計原理，阻燃配方的復合協(xié)效設計，阻燃材料的阻燃性能研究方法，阻燃材料的加工測試標準，阻燃材料的測試方法及阻燃材料分級標準等。第2頁，共44頁，2023年，2月20日，星期日參考教材《聚合物燃燒與阻燃技術》化學工業(yè)出版社張軍紀奎江夏延致《材料阻燃性能測試方法》化學工業(yè)出版社歐育湘授課對象：高分子材料與工程專業(yè)本科生先修課程：復合材料第3頁，共44頁，2023年，2月20日，星期日第一節(jié)阻燃材料學導論火的兩面性火災與阻燃阻燃材料定義阻燃材料對于火災的作用阻燃材料的應用發(fā)展史我國阻燃材料的現(xiàn)狀阻燃材料的應用范圍，種類第4頁，共44頁，2023年，2月20日，星期日1火的兩面性溫暖與光明毀滅與死亡第5頁，共44頁，2023年，2月20日，星期日

第6頁，共44頁，2023年，2月20日，星期日第7頁，共44頁，2023年，2月20日，星期日第8頁，共44頁，2023年，2月20日，星期日第9頁，共44頁，2023年，2月20日，星期日第10頁，共44頁，2023年，2月20日，星期日2火災與阻燃哈爾濱360火災

央視大火

澳大利亞森林大火第11頁，共44頁，2023年，2月20日，星期日《中國火災統(tǒng)計年鑒》統(tǒng)計數(shù)據(jù):1950-2000年，火災約344.7萬起，死亡約16.8萬人，傷約31.9萬人，直接經濟損失180.4億元;20世紀90年代，公共場所特大惡性火災事故顯著上升。1997-2000年發(fā)生特大火災約300起，城市約占全部特大火災的80％。第12頁，共44頁，2023年，2月20日，星期日2000.12.25，河南洛陽東都商廈特大惡性火災事故，死309，傷7，直接經濟損失275.3萬元?；馂脑颍弘姾富鸹ㄒ嫉叵露咏q布、海綿床墊、沙發(fā)和木制家具等可燃物品。2000.3.29,焦作市天堂音像俱樂部特大火災，死74，傷2，燒毀俱樂部及毗鄰建筑800m2，直接財產損失近20萬元。起火原因：包間內長時間使用石英管電熱器烤燃附近易燃材料所致。1998.5.5,北京玉泉營環(huán)島家具城特大火災，燒毀鋼結構房屋建筑23000m2、參展348個廠家的高中檔家具、室內空調等設施。直接財產損失208.8萬元。火災原因:城內鋼立柱上的電鈴線圈過熱引燃可燃材料。

第13頁，共44頁，2023年，2月20日，星期日1994.12.8,新疆克拉瑪依友誼館特大火災，導致中小學生、教職工及其它人員323死，130傷，直接財產損失210.9萬元。起火原因：舞臺上方燈光引燃沙幕所致。1994.11.27，遼寧省阜新市藝苑歌舞廳特大火災，233死，20傷，燒毀建筑面積180m2，直接財產損失12.8萬元?；馂脑颍狐c煙時未熄滅的報紙卷塞入破損的沙發(fā)洞內引燃沙發(fā)所致。第14頁，共44頁，2023年，2月20日，星期日總結火災的特點阻燃與非阻燃材料的對比19651974197719791982

19851987

198919911993TheresultingfallinthenumberofTVfiresintheUK2356500第15頁，共44頁，2023年，2月20日，星期日阻燃與非阻燃織物的對比第16頁，共44頁，2023年，2月20日，星期日3阻燃科學技術定義阻燃科學技術是為了適應社會安全生產和生活的需要，預防火災發(fā)生，保護人類生命財產而發(fā)展起來的一門科學技術。

第17頁，共44頁，2023年，2月20日，星期日阻燃材料定義具有難以點燃、容易自熄、低的火焰?zhèn)鞑ニ俣?、低的熱釋放速率、低煙、無毒等優(yōu)良阻燃性能及應用性能的高分子材料。第18頁，共44頁，2023年，2月20日，星期日獲得阻燃材料的方法共混改性在材料中接枝或引入阻燃元素第19頁，共44頁，2023年，2月20日，星期日4阻燃材料對于火災的作用防止星星之火延緩火災蔓延程度第20頁，共44頁，2023年，2月20日，星期日5阻燃材料的應用發(fā)展史第21頁，共44頁，2023年，2月20日，星期日人們研究阻燃材料始于公元前450年，古埃及人把木材浸漬在礬液中，使其具有一定的阻燃性能。1638年，NikolasSabbatini出版了世界上第一本有關賦予織物阻燃性的參考書。而1735年英國的Wyld公開了采用礬液、硼砂以及硫酸亞鐵礦等處理制備的阻燃木材和紡織品的專利，這是世界上最早的有關阻燃技術的專利。然而人類系統(tǒng)的研究阻燃技術始于十九世紀初葉。第22頁，共44頁，2023年，2月20日，星期日公元前83年，據(jù)年鑒中記載，古希臘人克勞迪亞斯在希臘港比雷埃夫斯（Claudius）的圍攻戰(zhàn)中采用了礬溶液（鐵和鋁的硫酸復鹽）處理了木質的碉堡，以提高木質碉堡的阻燃性能。這也許是阻燃技術在歷史戰(zhàn)爭中的首次應用。第23頁，共44頁，2023年，2月20日，星期日1820年蓋—呂薩克受法國路易十八國王的委托對紡織品的阻燃問題系統(tǒng)地進行了研究，他利用磷酸銨、氯化銨、硼砂等無機化合物配置成適用于纖維素的阻燃劑，并成功地在巴黎劇院的幕布上進行了阻燃處理。第24頁，共44頁，2023年，2月20日，星期日1913年，珀金（W.H.Perkin）研究了耐火阻燃的處理技術。他先將絨布在錫酸鈉中浸漬，再用硫酸銨溶液處理，最后用水清洗、干燥，從而使氧化錫滲入絨布的纖維內，使絨布達到阻燃目的。1926年世界上第一種防火涂料問世。以后隨著阻燃劑的發(fā)展，防火涂料從非膨脹型發(fā)展到膨脹型。第25頁，共44頁，2023年，2月20日，星期日1820年，法國化學家Gay-Lussac在系統(tǒng)地研究了多種可供使用的、具有阻燃性能的化合物后，發(fā)現(xiàn)鹽酸、硫酸和磷酸的銨鹽對黃麻和亞麻的阻燃處理十分有效。1913年，著名化學家W.Perkin采用錫酸鹽或鎢酸鹽及硫酸銨處理織物，使得織物獲得了較耐久的阻燃性能。1930年，人們發(fā)現(xiàn)了鹵系阻燃劑與氧化銻的協(xié)同效應。此三項成果是阻燃技術三個劃時代的里程碑，它們奠定了現(xiàn)代阻燃化學的基礎。第26頁，共44頁，2023年，2月20日，星期日1935年，英國人懷爾德（World）發(fā)展了用明礬、硼砂、硫酸亞鐵等成分配置成用于纖維素、紡織品和紙漿的阻燃劑（英國專利號551），這是第一個阻燃劑的專利。1938年Tramm第一次提出膨脹型防火涂料的配方，即以磷酸二銨為催化劑，以二氰二銨為膨脹發(fā)泡劑，以甲醛為碳化劑。1947年利特爾完成了《阻燃紡織品》專著，它成為第一部阻燃織物方面的經典阻作。第27頁，共44頁，2023年，2月20日，星期日1948年喬尼斯（Jones）和吉達·索爾（Juda.Soll）提出了典型的膨脹型防火涂料的配方：多聚甲醛（11.8%）、磷酸一銨（65.7%）、脲素（14.7%）、淀粉（7.8%）。1952年奈爾森（Nielson）通過研究，采用難溶性的聚磷酰胺，代替了上述可溶的磷酸一銨或磷酸二胺.第28頁，共44頁，2023年，2月20日，星期日1953年喬尼斯（Jones）、吉達（Juda）和埃特曼（Altman）通過對磷酸密胺鹽的性能研究，發(fā)現(xiàn)了它在高溫（750℃）時的碳化阻燃特性，不久肖奈脫（Schnartz）和皮瑞赫伯特（Pierrehumbert）在此基礎上發(fā)表了含磷酸密胺的膨脹型防火涂料的配方。因此在60年代中期的膨脹型防火涂料出現(xiàn)了磷酸一銨、二銨系統(tǒng)和聚酸密胺系統(tǒng)共存的局面。第29頁，共44頁，2023年，2月20日，星期日1965年前后，美國蒙賽托（Monsanto）公司和溫特塞爾（Vandersall）實驗室把聚磷酸銨引入了防火涂料的配方中，獲得了耐洗刷、成膜性好等效果；到70年代初期，膨脹型防火涂料已經發(fā)展成三大系統(tǒng)，即磷酸一銨、二銨系統(tǒng)、磷酸密胺系統(tǒng)和聚磷酸銨系統(tǒng)，在推廣使用上后兩種稍占優(yōu)勢。第30頁，共44頁，2023年，2月20日，星期日60年代后期，一些工業(yè)發(fā)達國家把阻燃技術初步應用于工業(yè)，這些國家政府和有關機構以及某些組織開始制訂相關的防火法規(guī)和評價材料燃燒性能的標準。第31頁，共44頁，2023年，2月20日，星期日1971年美國對兒童睡衣、墊毯、家具、裝飾提出了相關的防火法規(guī)；日本制定了《消防法》、《建筑法》，對電纜及可燃物作出明確規(guī)定。第32頁，共44頁，2023年，2月20日，星期日７０年代中期以后，由于石油危機的沖擊，阻燃劑和防火涂料生產都受到能源短缺，原材料漲價、環(huán)境污染和三廢公害等條件的限制，因此對今后開發(fā)新產品、新技術提出要服從“四Ｅ”原則：經濟（Economy）、效益（Effiiciency）、生態(tài)（Ecology）和能源（Energy）。第33頁，共44頁，2023年，2月20日，星期日我國阻燃材料的發(fā)展現(xiàn)狀1.發(fā)展起源2.目前技術水平3.研究水平4.工業(yè)規(guī)模第34頁，共44頁，2023年，2月20日，星期日國內從事阻燃材料研究的高等院校北京理工大學國家阻燃專業(yè)實驗室中國科技大學國家火災重點實驗室北京工商大學四川大學東北林業(yè)大學北京化工大學第35頁，共44頁，2023年，2月20日，星期日阻燃劑北美歐洲日本亞洲總計含鹵阻燃劑79734549246磷系阻燃劑46591117133氧化銻2320161372Al(OH)3232120428402Mg(OH)26115224其他阻燃劑1964130總計40528912390907表1全球阻燃劑1995年消耗量（千噸）第36頁，共44頁，2023年，2月20日，星期日需求量（millionkg）1995200020052010阻燃劑需求（百萬＄）68788812001570阻燃劑需求361455544642Al(OH)3131156177200溴系阻燃劑89120147177磷系阻燃劑547086104氧化銻24334354氯化合物24272932硼化合物18232732其他阻燃劑19263443表2北美阻燃劑年需求量及年增長率（%）第37頁，共44頁，2023年，2月20日，星期日年19901995200020052010塑料需求--E&E16861895206223862708阻燃劑需求--E&E6086113145177阻燃劑需求比例/%--E&E27.130.331.233.534.5阻燃劑需求--塑料222284361433513北美E&E塑料市場及阻燃劑需求（millionkg）第38頁，共44頁，2023年，2月20日，星期日阻燃材料的應用范圍，種類1汽車等交通行業(yè)2電器行業(yè)3家居4助劑合成