多孔性可瓷化聚合物复合材料的制备与性能研究文献综述
2020-06-30 09:06
文 献 综 述 1.陶瓷化聚合物的优势和劣势 陶瓷化聚合物是在聚合物基体中添加一定比例的成瓷填料和助熔剂制得的复合材料,其在常温下能够保持良好的弹性和力学性能,当遇到明火或处于高温环境时,这种复合材料能转变为具有自支撑性的陶瓷体,从而阻止火焰向材料内部蔓延,达到防火目的。
与其他普通防火材料相比,陶瓷化聚合物在遇到明火或处于高温环境时,聚合物基体首先发生分解,温度继续升高后,成瓷填料和助熔剂发生反应,最后的烧蚀残余物仍具有一定的强度并能基本保持其初始形状,而不像普通防火材料燃烧过后变成松散的灰烬,基本没有强度。
陶瓷化聚合物具有广阔的应用前景,特别是用作电线电缆的绝缘材料时,可在火灾发生过程中保持电路的畅通,避免电线短路,防止人员触电,尽可能减少人身伤害和财产损失。
其中特别的,以有机硅类聚合物为基体来制备陶瓷化聚合物,无论是在工艺及原料的选取和制备方面,还是在陶瓷转化过程中,陶瓷产物在耐高温及力学性能等方面都具有独特的优势。
硅橡胶以硅氧链为主链,其硅原子上可以连接甲基、乙烯基、苯基等有机侧基,是一种兼具有机和无机性质的特种合成橡胶。
硅橡胶材料具有优异的热稳定性、较好的耐高温性, 较好的耐老化性能,耐臭氧、耐电晕、绝缘性能好、特别是很强的抗硝化甘油迁移能力和热解少烟性,使之成为一种较理想的绝热耐烧蚀包覆材料。
若加入粘土类矿物(如云母、玻璃粉、滑石粉等),在高温有氧环境烧蚀过程中基体分解产生的SiO2与无机填料可以发生共晶反应,在填料边缘处形成一种熔融态液相,随着烧蚀时温度的升高和反应时间的延长,这种液相不断地进行扩散,降低了烧结能,在基体表面形成致密的陶瓷保护层,当冷却固化后,该陶瓷结构可得到进一步加强。
这种复合材料体系具有有氧热防护与陶瓷形成一体化特性,在高温有氧环境下烧蚀时所形成的陶瓷材料不容易熔融,能够有效地将材料内部与外界隔离,抑制材料内部物质挥发损耗的同时阻隔外界氧气和热量向材料内部传递,有利于阻止了基体的热分解反应,可以起到理想的防火作用。
值得注意的是,针对不同的成瓷填料,其陶瓷化路径有:硅灰石的瓷化作用、云母的瓷化作用、云母混合物的瓷化作用及其他填料的瓷化作用。
除了陶瓷化硅橡胶以外,其他聚合物如聚氯乙烯、三元乙丙橡胶、聚醋酸乙烯酯、丁腈橡胶等也 可以通过共混改性技术制成陶瓷化聚合物。
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