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耐熱和防火性能優(yōu)良的熱固性材料——酚醛泡沫

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2021-09-23 15:15:03    瀏覽次數(shù):279    評(píng)論:0
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熱塑和熱固的定義:

高分子化合物根據(jù)分子結(jié)構(gòu)不同可以分為兩種基本類(lèi)型:第一種是線型結(jié)構(gòu),具有這種結(jié)構(gòu)的高分子化合物稱為線型高分子化合物,即熱塑性化合物。第二種是體型結(jié)構(gòu),具有這種結(jié)構(gòu)的高分子化合物稱為體型高分子化合物,即熱固性化合物。此外,有些高分子是帶有支鏈的,稱為支鏈高分子,也屬于線型結(jié)構(gòu)范疇。有些高分子雖然分子鏈間有交聯(lián),但交聯(lián)較少,這種結(jié)構(gòu)稱為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),屬體型結(jié)構(gòu)范疇。

熱塑和熱固的耐熱性和防火性能:

熱固性材料一般耐溫比較好,受熱后尺寸穩(wěn)定性好,特別是含有苯環(huán)剛性結(jié)構(gòu)的熱固性材料表現(xiàn)更好的耐溫性能和高溫下的尺寸穩(wěn)定性。熱固性塑料遇火后,會(huì)碳化,不熔融,不產(chǎn)生熔滴,并根據(jù)材料的不同、碳化層深度和成碳量的不同,材料表現(xiàn)出不同的燃燒性能。熱塑性塑料高溫軟化熔融,遇火產(chǎn)生滴落物,并且易燃。總之,熱塑性有機(jī)泡沫具有輕質(zhì)、高效等特性,遇火收縮熔化、滴落燃燒;熱固性有機(jī)泡沫遇火燃燒碳化、積炭自阻。由此可見(jiàn),熱固性有機(jī)泡沫比熱塑性有機(jī)泡沫具有更好的防火性能。實(shí)驗(yàn)證明,B2級(jí)熱固性有機(jī)泡沫比B1級(jí)熱塑性有機(jī)泡沫的防火性能優(yōu)越。B1級(jí)熱固性有機(jī)泡沫的防火性甚至優(yōu)于普通的巖棉、玻璃棉等A級(jí)無(wú)機(jī)纖維保溫制品,熱固性有機(jī)泡沫燃燒時(shí)形成的積炭阻燃層可以阻止火焰蔓延。

酚醛泡沫屬于熱固性材料,其結(jié)構(gòu)中含有高密度的苯環(huán)結(jié)構(gòu),成碳率高,因而表現(xiàn)很好的耐熱性和阻燃性,屬于本質(zhì)阻燃材料。酚醛泡沫耐熱性好,25毫米厚的酚醛泡沫平板經(jīng)受1700℃的火焰噴射10分鐘后,僅表面略有炭化而不會(huì)被燒穿,可以有效防止火災(zāi)發(fā)生和火勢(shì)蔓延。 值得一提的是,在火災(zāi)事故中,多數(shù)傷亡都是由于著火現(xiàn)場(chǎng)的濃煙和毒氣所致,但酚醛泡沫即使被高溫點(diǎn)燃,其在燃燒時(shí)也無(wú)滴落物產(chǎn)生。酚醛泡沫發(fā)煙量低,而且?guī)缀醪划a(chǎn)生一氧化碳等有毒氣體。酚醛泡沫保溫效果良好,導(dǎo)熱系數(shù)在0.018~0.030之間。另外,酚醛泡沫有很好的透氣性,在建筑上透氣性十分重要,透氣性良好的材料使用在建筑上,不會(huì)產(chǎn)生氣霧和霜的現(xiàn)象。

熱塑和熱固的不同特點(diǎn):

在線型結(jié)構(gòu)(包括帶有支鏈的)高分子物質(zhì)中有獨(dú)立的大分子存在,這類(lèi)高聚物的溶劑中或在加熱熔融狀態(tài)下,大分子可以彼此分離開(kāi)來(lái)。而在體形結(jié)構(gòu)(分子鏈間大量交聯(lián)的)的高分子物質(zhì)中則沒(méi)有獨(dú)立的大分子存在。交聯(lián)很少的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)高分子物質(zhì)也可能被分離的大分子存在(猶如一張張“魚(yú)網(wǎng)”仍可以分開(kāi)一樣)。

兩種不同的結(jié)構(gòu),表現(xiàn)出相反的性能。線型結(jié)構(gòu)(包括支鏈結(jié)構(gòu))高聚物由于有獨(dú)立的分子存在,故具有彈性、可塑性,在溶劑中能溶解,加熱能熔融,硬度和脆性較小的特點(diǎn)。體型結(jié)構(gòu)高聚物由于沒(méi)有獨(dú)立大分子存在,故沒(méi)有彈性和可塑性,加熱時(shí)不能軟化和反復(fù)塑制,不能溶解和熔融,只能溶脹,硬度和脆性一般較大。

熱固性塑料固化前是線型或帶支鏈的,第一次加熱時(shí)可以軟化流動(dòng),加熱到一定溫度,產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)一交鏈固化,固化后分子鏈之間形成化學(xué)鍵,成為三維的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。這種變化是不可逆的,此后,再次加熱時(shí),已不能再變軟流動(dòng)了,不能再熔觸,在溶劑中也不能溶解。正是借助這種特性進(jìn)行成型加工,利用第一次加熱時(shí)的塑化流動(dòng),在壓力下充滿型腔,進(jìn)而固化成為確定形狀和尺寸的制品。這種材料稱為熱固性塑料。在隔熱、耐磨、絕緣、耐高壓電等在惡劣環(huán)境中使用的塑料,大部分是熱固性塑料。常用的熱固性材料有酚醛塑料、環(huán)氧塑料、聚氨酯塑料、不飽和聚酯塑料等。

熱塑性塑料中樹(shù)脂分子鏈都是線型或帶支鏈的結(jié)構(gòu),分子鏈之間無(wú)化學(xué)鍵產(chǎn)生,加熱時(shí)軟化流動(dòng),冷卻后可以保持一定的形狀。大多數(shù)線型聚合物均表現(xiàn)出熱塑性,在一定溫度范圍內(nèi),能反復(fù)加熱軟化和冷卻硬化,很容易進(jìn)行擠出、注射或吹塑等成型加工。日常生活中,像塑料袋、塑料衣掛等物都具有熱塑性。因此,它們可以通過(guò)加熱熔化來(lái)進(jìn)行封口、粘合等操作。常用的熱塑性材料主要有材料聚乙烯塑料、聚氯乙烯塑料、聚苯乙烯塑料。

 
(文/小編)
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