Fire Retardancy of Polymers pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:Springer Verlag

作者:Le Bras, Michel (EDT)/ Wilkie, Charles A. (EDT)/ Bourbigot, Serge (EDT)

出品人:

页数:416

译者:

出版时间:2005-4

价格:$ 253.12

装帧:HRD

isbn号码:9780854045822

丛书系列:

图书标签:

Polymer science
Fire retardancy
Flame retardants
Polymer additives
Material science
Combustion
Thermal stability
Polymer properties
Safety
Engineering

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具体描述

The use of polymers is restricted by their flammability - they may indeed initiate or propagate fire. Fire Retardancy of Polymers focuses on mineral additives from either micro- or nano-composites for application in fire retardants. With the use of fire retardant additives containing halogen or phosphorus compounds in decline, the need for other systems is evident. The major materials that are used are alumina trihydrate or magnesium hydroxide which account for more than 50% by weight of the world-wide sales of fire retardants. Recent works have shown that such halogen-free compounds may give enhanced fire retardancy to polymeric materials when used in low levels, alone, or in synergistic mixtures. The corresponding fire performance depends on the dispersion of the mineral filler, with micrometer-scale dispersion leading to the best performances. Specialists discuss these new applications of mineral fillers with particular emphasis on action mechanisms, new materials including textiles, toxicology and hazards. With extensive references, this book provides a comprehensive and up-to-date view of these applications. This book will appeal to professionals, materials scientists and engineers looking for novel ways to eliminate fire hazards and improve flame retardancy of materials, with a special interest in sustainable development.

聚合物阻燃技术与应用：先进材料的火灾安全挑战与解决方案图书名称：《聚合物阻燃技术与应用：先进材料的火灾安全挑战与解决方案》引言：时代的需求与材料的进化随着现代工业的飞速发展，聚合物材料因其轻质、易加工、成本效益高等优点，已渗透到国民经济的方方面面，从电子设备、交通工具到建筑结构和纺织品。然而，聚合物材料固有的易燃性，使得它们在火灾事故中成为主要的燃爆源，造成了严重的生命财产损失。因此，如何赋予这些应用广泛的聚合物材料以可靠的阻燃性能，是当前材料科学、消防工程乃至公共安全领域面临的重大挑战。本书《聚合物阻燃技术与应用：先进材料的火灾安全挑战与解决方案》并非聚焦于特定聚合物（如聚烯烃或聚酯）的阻燃机制，而是旨在构建一个宏大且深入的知识体系，全面梳理当前高分子材料防火安全领域的理论基础、关键技术、测试评估方法以及新兴的发展趋势。本书的目标读者群包括高分子材料研发工程师、消防安全设计人员、材料科学研究生以及对聚合物应用安全感兴趣的行业专业人士。第一部分：基础理论与火灾动力学本部分为理解聚合物阻燃策略奠定坚实的理论基础。它首先系统回顾了聚合物的热分解过程，详细阐述了从固态到气态的物理化学变化，特别是涉及自由基生成、链断裂和交联反应的微观机理。接着，本书深入剖析了“燃烧”的本质——气相自由基连锁反应，以及火灾发展过程中的关键参数，如热释放速率（HRR）、有效热值（Qeff）、氧指数（LOI）的物理意义。这些基础知识是设计任何有效阻燃体系的前提。随后，重点讨论了阻燃的四大基本作用机制，但这部分不会深入到特定化学物质的分子结构，而是侧重于宏观分类和效应： 1. 气相阻燃 (Vapor Phase Inhibition): 探讨自由基捕获剂（如卤素或磷酸衍生物在分解时释放的活性物种）如何中断燃烧链式反应，降低火焰传播速度。 2. 固相阻燃 (Condensed Phase Modification): 阐述添加剂如何改变聚合物的熔融、炭化行为，例如促进表面形成致密的炭层（Char Formation），该炭层作为物理屏障隔绝了热量和氧气的传递。 3. 发泡或稀释作用 (Dilution/Intumescence): 介绍膨胀型阻燃剂（Intumescent Systems）的工作原理，即在受热时膨胀形成多孔隔热层，有效降低了材料表面温度和可燃气体的释放速率。 4. 热量管理 (Thermal Barrier/Heat Sink): 讨论通过吸热分解或改变材料的导热系数，从而降低材料被引燃所需的临界热通量。第二部分：先进阻燃剂的分类与设计原则本部分是全书的核心技术板块，它分类概述了当前工业界和学术界广泛使用的各类阻燃剂体系及其在不同聚合物基体中的应用潜力，着重于材料的功能性设计，而非特定配方。 1. 无机阻燃剂体系的再评估：重点关注氢氧化物（如氢氧化铝、氢氧化镁）作为无烟阻燃剂的机制。讨论了它们在高温下脱水吸热的潜能，以及如何通过纳米化和表面改性技术来克服其对聚合物力学性能的负面影响。 2. 磷系阻燃剂的结构多样性：涵盖了从传统磷酸酯到新型聚合磷酸盐的演变。强调了磷元素在固相中催化脱水炭化以及在气相中形成磷酸自由基对燃烧的抑制作用。特别讨论了如何平衡其阻燃效率与潜在的迁移性问题。 3. 氮系与协同效应探究：介绍氮源（如三聚氰胺衍生物）在气相中的稀释作用，以及氮元素如何与磷元素、硅元素形成高效的协同阻燃体系 (Synergistic Flame Retardancy)。探讨了如何利用元素间的相互作用，以更低的添加量达到优异的阻燃效果。 4. 特种功能性添加剂：关注那些旨在解决特定应用挑战的材料，例如用于提高阻燃剂分散性的偶联剂、用于提高炭层稳定性的纳米填料（如碳纳米管、石墨烯片层）以及用作潜在大规模阻燃剂的有机-无机杂化材料。第三部分：加工技术与材料性能的平衡本书强调，阻燃剂的加入不仅仅是化学功能性的叠加，更是一个复杂的材料工程问题。本部分侧重于如何将阻燃剂高效、均匀地融入聚合物基体，并控制其对材料原有物理、机械和加工性能的影响。 1. 混炼与分散技术：详细讨论了双螺杆挤出机、密炼机等主流加工设备中，阻燃剂（特别是高填充量的无机填料）的熔融、分散和混合的工艺优化。探讨了如何通过控制剪切速率和温度曲线来避免阻燃剂的团聚或降解。 2. 界面工程：深入讲解了表面处理技术（如硅烷偶联剂处理、包覆技术）在改善无机填料与有机聚合物基体之间界面相容性中的关键作用。良好的界面粘合是实现优异力学性能和迁移抗性的基础。 3. 性能影响的量化分析：阐述如何利用动态热机械分析（DMA）、冲击测试和拉伸测试等手段，量化地评估不同阻燃体系对材料韧性、模量和热稳定性的影响，并提供材料设计中的折衷（Trade-off）策略。第四部分：火灾安全性评估与标准体系现代材料的阻燃性能必须通过严格的标准进行验证。本部分不再简单罗列标准编号，而是侧重于理解不同测试背后的科学原理及其局限性。 1. 实验室级热释放测试：深入解析锥形量热仪（Cone Calorimeter）的测试原理，如何从其输出数据（如峰值热释放率、总热释放量、剩余物质量）中准确推断材料在实际火灾中的潜在危险性。 2. 垂直燃烧测试的意义：讨论UL-94、VW-1等标准在分级和快速筛选中的应用，重点分析火焰滴落现象（Dripping）的控制及其对火势蔓延的抑制作用。 3. 烟雾与毒性评估：鉴于烟雾是火灾致死的主要原因，本书专辟章节讨论烟雾密度（如透光率测试）的测量，以及对燃烧产物毒性的初步定性分析，强调开发低烟、低毒阻燃体系的重要性。结语：面向未来的可持续阻燃发展本书最后展望了聚合物阻燃技术未来的发展方向，特别关注环境友好型解决方案。探讨了生物基阻燃剂的开发、反应型阻燃剂（将阻燃基团共价键合到聚合物主链上以防止迁移）的潜力，以及对实现循环经济背景下阻燃材料回收与再利用的挑战与机遇的深入思考。通过系统的理论阐述、详尽的技术分析和对实际工程问题的关注，本书旨在为读者提供一个全面、前瞻性的视角，以应对日益严格的火灾安全法规和对先进材料的性能要求。