Flame Retardants for Plastics and Textiles pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Levchik, Sergei

出品人:

页数:297

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价格:$ 112.94

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isbn号码:9781569904541

丛书系列:

图书标签:

• Flame Retardants
• Plastics
• Textiles
• Polymer Chemistry
• Material Science
• Fire Safety
• Chemical Engineering
• Industrial Chemistry
• Environmental Science
• Regulations

阻燃剂在塑料和纺织品中的应用：安全与创新的前沿 在现代社会，塑料和纺织品已经渗透到我们生活的方方面面，从日常生活用品到尖端科技产品，它们的身影无处不在。然而，这些材料的可燃性也带来了巨大的安全隐患，尤其是在火灾发生时，往往会造成严重的财产损失和人员伤亡。正是在这样的背景下，阻燃剂的研究与应用显得尤为重要。本书深入探讨了阻燃剂在塑料和纺织品两大领域的最新发展、关键技术以及未来趋势，旨在为材料科学家、工程师、产品设计师以及相关行业从业者提供一个全面而深入的参考。 第一章：阻燃剂的基本原理与分类 本章将从科学原理出发，为读者构建对阻燃剂的认知框架。我们将首先阐述燃烧的基本过程，包括可燃物、氧化剂和点火源的相互作用，以及火焰传播的机理。在此基础上，我们将详细介绍阻燃剂在阻断燃烧链式反应中的作用，例如： 气相阻燃机制： 阻燃剂在高温下分解产生自由基捕捉剂，中断燃烧反应的自由基链式增长。例如，卤素阻燃剂通过释放卤素自由基，与燃烧过程中的活性自由基（如H·和OH·）反应，生成活性较低的卤素自由基，从而减缓或终止燃烧。 固相阻燃机制： 阻燃剂在材料表面形成一层致密的炭层（char layer），有效隔离可燃物与氧气、热源的接触，同时阻碍可燃性气体逸出。一些无机阻燃剂，如氢氧化铝和氢氧化镁，在受热分解时会吸收大量热量，起到吸热降温的作用，并释放出结晶水，稀释了可燃性气体。 相转移阻燃机制： 阻燃剂通过改变材料的分解途径，使其在燃烧时生成不易燃的物质，或者促进成炭。例如，磷系阻燃剂在高温下可以形成聚磷酸，促进材料脱水成炭。 随后，我们将对阻燃剂进行详细分类，基于其化学成分和作用机理，主要分为以下几大类，并对各类阻燃剂的特点、优势、劣势以及典型应用进行初步介绍： 卤系阻燃剂（Halogenated Flame Retardants）： 曾是应用最广泛的阻燃剂，包括溴系和氯系。我们将深入分析其高效性和成本效益，但同时也会着重探讨其潜在的环境和健康风险，如持久性有机污染物（POPs）的形成和生物累积性。 无机阻燃剂（Inorganic Flame Retardants）： 如氢氧化铝（ATH）、氢氧化镁（MDH）、磷酸盐等。我们将阐述它们在吸热、释水、成炭等方面的作用，以及其环境友好性。 磷系阻燃剂（Phosphorus-based Flame Retardants）： 包括有机磷酸酯、红磷、聚磷酸铵（APP）等。我们将重点分析它们在固相成炭和气相阻燃方面的协同效应，以及在不同聚合物体系中的应用。 氮系阻燃剂（Nitrogen-based Flame Retardants）： 如三聚氰胺及其衍生物（三聚氰胺氰尿酸盐MCA、三聚氰胺多磷酸盐MPP等）。我们将解析其膨胀成炭（intumescence）机理，以及在塑料和纺织品中的应用实例。 新型和复合型阻燃剂（Novel and Composite Flame Retardants）： 介绍近年来涌现的纳米阻燃剂（如蒙脱石、碳纳米管）、表面活性剂型阻燃剂，以及协同阻燃体系（如卤-磷协同、磷-氮协同）的研究进展。 第二章：阻燃剂在塑料中的应用 塑料因其轻质、易加工、成本低廉等优点，已成为现代工业不可或缺的材料。然而，大多数通用塑料本身是易燃的，这极大地限制了它们在电子电器、交通运输、建筑材料等领域的安全应用。本章将聚焦阻燃剂在各类塑料基材中的应用，深入剖析其作用机制和技术挑战： 热塑性塑料（Thermoplastics）： 聚烯烃（Polyolefins）： 如聚乙烯（PE）和聚丙烯（PP），广泛用于电线电缆绝缘层、包装材料等。我们将讨论如何通过添加无机阻燃剂（如ATH, MDH）和磷系阻燃剂来提高其阻燃性能，并分析其对材料力学性能和加工性能的影响。 聚氯乙烯（PVC）： 本身具有一定的阻燃性，但添加协同阻燃剂（如锑系化合物）可以进一步提升其效果。我们将探讨PVC中阻燃剂的选择及其对产品稳定性的影响。 聚苯乙烯（PS）和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）： 常用于家电外壳、电子产品。我们将重点介绍溴系阻燃剂（如DecaBDE）和磷系阻燃剂在这些材料中的应用，以及对溴系阻燃剂替代品的探索。 聚碳酸酯（PC）、聚酯（PET, PBT）、聚酰胺（PA）： 这些工程塑料广泛应用于电子连接器、汽车零部件等。我们将详细讨论不同类型阻燃剂（如磷酸酯、膨胀型阻燃剂）在这些高性能塑料中的应用，以及如何平衡阻燃性、机械性能和电学性能。 热固性塑料（Thermosets）： 环氧树脂（Epoxy Resins）： 用于电子封装、复合材料。我们将探讨反应型阻燃剂（如溴代环氧树脂、磷系反应型单体）和添加型阻燃剂（如无机纳米阻燃剂）在环氧树脂中的应用，以及它们如何影响固化过程和材料性能。 不饱和聚酯树脂（UPR）： 应用于建筑、船舶等领域。我们将分析无机阻燃剂和磷系阻燃剂在UPR中的应用，以及如何实现高水平的阻燃性能。 阻燃剂在塑料中的分散与相容性： 阻燃剂在聚合物基体中的有效分散和良好的相容性是发挥其阻燃效果的关键。本节将讨论纳米分散技术、偶联剂的使用以及聚合物改性等策略，以提高阻燃剂的分散均匀性和与聚合物的相容性。 阻燃塑料的环境与健康考量： 随着法规日益严格，对传统阻燃剂的限制也越来越多。我们将深入探讨卤系阻燃剂的替代品，如无卤阻燃剂、环保型磷系和氮系阻燃剂，以及它们在性能和成本上的挑战。 第三章：阻燃剂在纺织品中的应用 纺织品作为与人体最亲近的材料，其阻燃性能直接关系到人们的生命安全，尤其是在服装、家居装饰、公共场所的织物等领域。本章将聚焦阻燃剂在不同类型纺织品中的应用： 天然纤维（Natural Fibers）： 如棉、麻、羊毛等。由于其纤维素或蛋白质的化学结构，天然纤维易燃。我们将讨论后整理（finishing）技术的应用，包括： 化学整理： 使用阻燃整理剂，如磷系阻燃剂、含氮阻燃剂、阻燃聚合物涂层等。我们将详细介绍不同阻燃整理剂的作用机理、染色性和耐久性，以及对织物手感和性能的影响。 阻燃整理剂的选择与应用： 讨论如何根据纤维类型、最终产品要求（如耐久性、柔软性、环保性）选择合适的阻燃整理剂，以及最佳的施加工艺。 合成纤维（Synthetic Fibers）： 如聚酯（PET）、聚酰胺（PA）、腈纶（Acrylic）等。与天然纤维相比，一些合成纤维本身具有较高的熔点和较低的放热率，但仍需提高其阻燃等级。我们将探讨： 共聚改性： 在聚合物合成过程中引入阻燃单体。 添加型阻燃剂： 在熔融纺丝过程中加入阻燃剂，如磷系阻燃剂、无机阻燃剂等。 阻燃聚合物： 例如，考虑聚丙烯腈（PAN）类纤维因其固有阻燃性而具有的优势。 特种纺织品（Specialty Textiles）： 工作服和防护服： 对阻燃性能要求极高，如消防服、电弧防护服。我们将介绍高性能阻燃纤维（如芳纶、改性聚酰胺）和复合阻燃材料的应用。 家居纺织品： 如窗帘、沙发套、地毯等，需要满足特定的阻燃标准，以降低火灾风险。我们将讨论应用于这些领域的阻燃整理剂和阻燃纤维。 航空航天和交通运输领域的纺织品： 对阻燃性、轻质化和耐久性都有特殊要求。 阻燃纺织品的可持续性与挑战： 探讨阻燃剂对纺织品环境影响、洗涤耐久性、人体健康安全性等问题，以及开发更环保、高效、低毒的阻燃技术。 第四章：阻燃剂的测试、标准与法规 要确保阻燃剂的安全有效应用，科学的测试方法、完善的标准和明确的法规至关重要。本章将详细介绍： 阻燃性能测试方法： 塑料： 氧指数（LOI）、垂直燃烧测试（UL-94）、锥形量热仪（Cone Calorimeter）等，分析热释放速率（HRR）、总热释放量（TQR）、烟雾生成等关键参数。 纺织品： 小火焰测试（如ISO 6940/6941）、灼热丝测试（Glow Wire Test）、顶燃测试等，评估火焰蔓延速度、燃烧时间、熔滴等。 阻燃剂的安全性评估： 毒理学测试、生态毒理学测试、环境持久性评估，以及潜在的生物累积性和内分泌干扰性研究。 国内外阻燃剂与阻燃材料的法规与标准： 国际标准： ISO、IEC、ASTM等相关标准。 区域性法规： 欧盟REACH法规、RoHS指令、美国CPSIA等，重点关注限制使用某些卤系阻燃剂的要求。 各国针对不同应用领域的阻燃标准： 如电子电器产品、建筑材料、儿童用品、交通运输工具等。 阻燃剂的生命周期评估（LCA）： 探讨阻燃剂从生产、使用到废弃处置的整个生命周期对环境的影响。 第五章：未来发展趋势与挑战 阻燃剂的研究与应用是一个不断发展和创新的领域。本章将展望未来，探讨该领域面临的机遇与挑战： 绿色与可持续阻燃技术： 生物基和可再生阻燃剂： 利用生物质资源开发环境友好的阻燃材料。 纳米阻燃剂的进一步发展： 提高分散性、效率和安全性，克服潜在的纳米毒性问题。 响应性阻燃剂： 能够根据火灾条件激活并发挥作用的智能阻燃材料。 高效协同阻燃体系的开发： 探索不同类型阻燃剂之间的协同作用，以更低的添加量实现更高的阻燃性能，并减少对材料原有性能的影响。 先进阻燃材料的设计与应用： 本征阻燃聚合物（Intrinsically Flame Retardant Polymers）： 通过分子设计，使聚合物本身具有优异的阻燃性能。 阻燃复合材料： 将阻燃剂与纤维、填料等复合，开发高性能阻燃材料。 多功能阻燃材料： 将阻燃性能与其他功能（如导电性、抗菌性、隔热性）相结合，满足日益多样化的应用需求。 法规的演变与技术应对： 持续关注全球环保法规的变化，积极研发符合新法规要求的阻燃剂和阻燃技术。 成本效益与大规模生产： 如何在保证高性能和环保性的同时，降低阻燃剂的生产成本，实现规模化应用。 本书的写作旨在提供一个全面、深入且贴近实际应用的视角，帮助读者理解阻燃剂在塑料和纺织品领域的重要性，掌握最新的技术进展，并为未来的研究和开发提供有益的启示。我们相信，通过持续的创新和严格的监管，阻燃剂将在保障材料安全、提升产品性能方面发挥越来越重要的作用，为构建更安全、更美好的社会贡献力量。

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