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蒙脱土协同膨胀阻燃环氧树脂复合材料的制备及阻燃性能

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高分子材料科学与工程 2014年第11期30卷 139-144页

作者：卢林刚陈英辉王舒衡杨守生董希琳中国人民武装警察部队学院科研部中国人民武装警察部队学院研究生队中国人民武装警察部队学院消防工程系河北廊坊065000

以9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)、磷腈为基础单元合成阻燃剂六(4-DOPO羟甲基苯氧基)环三磷(DOPOMPC),将其与聚磷酸铵(APP)复配添加至环氧树脂(EP)制备出阻燃复合材料(DOPOMPC/APP/EP)。为进一步提高阻燃环氧树脂的阻燃... 详细信息

以9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)、磷腈为基础单元合成阻燃剂六(4-DOPO羟甲基苯氧基)环三磷(DOPOMPC),将其与聚磷酸铵(APP)复配添加至环氧树脂(EP)制备出阻燃复合材料(DOPOMPC/APP/EP)。为进一步提高阻燃环氧树脂的阻燃及力学性能,添加不同质量分数的蒙脱土(MMT)制出新型阻燃环氧树脂材料(DOPOMPC/APP/MMT/EP)。通过极限氧指数(LOI)、水平燃烧、锥形量热、扫描电子显微镜观察等方法研究了蒙脱土与DOPOMPC的协同效应。实验结果表明,EP4(10%DOPOMPC/10%APP/3%MMT/77%EP)各项燃烧参数得到了最佳改善,复合材料综合表现最优。其中LOI值达到38.2%;热释放速率峰值较未经MMT处理的阻燃复合材料EP1(10%DOPOMPC/10%APP/EP)下降了29.1%;比消光面积平均值和一氧化碳释放率平均值分别降低了72.7%和65.5%;火势增长指数、发烟指数和毒性气体生成速率指数较EP1降幅分别达到38.2%、13.1%和34.0%;拉伸强度、弯曲强度和冲击强度比EP1分别提高了25.4%、12.7%和1.97倍,呈现出良好的阻燃、抑烟、抑毒性能。炭层宏观和微观形貌表明,添加MMT的阻燃材料在燃烧初期能够形成更致密、坚硬的优质炭层。

关键词：膨胀阻燃剂蒙脱土环氧树脂协同作用力学性能

一种基于SPH方法的人员疏散混合模型及模拟

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自动化学报 2014年第5期40卷 935-941页

作者：苗志宏李智慧中国人民武装警察部队学院消防工程系廊坊065000 中国人民武装警察部队学院科研部廊坊065000

为减少室内火灾环境下人员伤亡,研究了人员疏散计算机模拟问题.将人员运动视为一种流体运动,利用流体力学原理,构建一种新的人员疏散混合模型,并在其中引入了一种从众模式.同时,采用光滑粒子流体动力学方法对模型离散化,从而减少了计算... 详细信息

为减少室内火灾环境下人员伤亡,研究了人员疏散计算机模拟问题.将人员运动视为一种流体运动,利用流体力学原理,构建一种新的人员疏散混合模型,并在其中引入了一种从众模式.同时,采用光滑粒子流体动力学方法对模型离散化,从而减少了计算量.不同工况下进行的疏散模拟实验表明,所提出的模型及算法能够较准确地模拟出实际疏散的现象.

关键词：人员疏散模型光滑粒子流体动力学计算机模拟社会力模型拉格朗日算法

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无卤磷系阻燃环氧树脂的制备及阻燃性能

高分子材料科学与工程 2010年第5期26卷 158-161页

作者：卢林刚李铃舒仲俊董希琳高维英于宝刚中国人民武装警察部队学院科研部中国人民武装警察部队学院研究生队中国人民武装警察部队学院工程系河北廊坊065000

以无卤磷系阻燃剂双酚A-双(5,5-二溴甲基-1,3-二氧杂己内磷酸酯)(FR)制备了阻燃环氧树脂(EP)复合材料,并测定了阻燃EP的阻燃性能。由锥形量热仪(CONE)测定的释热速率(HRR)、释热总量(THR)、质量损失速率(MLR)、生烟量(TSP)及有毒气体释... 详细信息

以无卤磷系阻燃剂双酚A-双(5,5-二溴甲基-1,3-二氧杂己内磷酸酯)(FR)制备了阻燃环氧树脂(EP)复合材料,并测定了阻燃EP的阻燃性能。由锥形量热仪(CONE)测定的释热速率(HRR)、释热总量(THR)、质量损失速率(MLR)、生烟量(TSP)及有毒气体释放量等阻燃参数表明,当复合材料中FR含量为20%时,阻燃EP与纯EP相比,HRR,THR,MLR及SEA分别降低了70.9%,49.6%,90.8%及59.4%,呈现出良好的阻燃效果和抑烟性能;扫描电子显微镜(SEM)观测发现,经FR阻燃的EP在燃烧时形成了由封闭孔洞构成的均匀闭孔炭层。

关键词：磷系阻燃剂阻燃环氧树脂阻燃性能

DOPOMPC-APP-MWCNTs协同阻燃环氧树脂的制备

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复合材料学报 2015年第1期32卷 101-107页

作者：卢林刚陈英辉赵瑾杨守生中国人民武装警察部队学院科研部廊坊065000 中国人民武装警察部队学院研究生队廊坊065000 中国人民武装警察部队学院消防工程系廊坊065000

将无卤膨胀阻燃剂六(4-DOPO羟甲基苯氧基)环三磷腈(DOPOMPC)、聚磷酸铵(APP)及多壁碳纳米管(MWCNTs)复配后加入环氧树脂(EP)中,制备出新型阻燃复合材料DOPOMPC-APP-MWCNTs/EP。通过极限氧指数(LOI)、水平垂直燃烧和锥形量热法研究其阻... 详细信息

将无卤膨胀阻燃剂六(4-DOPO羟甲基苯氧基)环三磷腈(DOPOMPC)、聚磷酸铵(APP)及多壁碳纳米管(MWCNTs)复配后加入环氧树脂(EP)中,制备出新型阻燃复合材料DOPOMPC-APP-MWCNTs/EP。通过极限氧指数(LOI)、水平垂直燃烧和锥形量热法研究其阻燃性能。研究结果表明:MWCNTs的加入增强了膨胀阻燃体系的阻燃性能和力学性能,并在一定程度上改善了体系燃烧时的浓烟现象。当阻燃体系总质量分数为20%,MWCNTs质量分数为2%时,材料性能最优,其LOI达到36.8%,热释放速率峰值、有效燃烧热平均值、比消光面积平均值和CO释放率平均值与未阻燃EP相比分别下降了83.5%、31.5%、47.6%、50.0%,与DOPOMPCAPP/EP相比下降了83.5%、77.7%、83.7%、68.9%。SEM分析表明:添加MWCNTs后,燃烧炭层呈现出大面积交联网络状结构。

关键词：膨胀阻燃剂多壁碳纳米管环氧树脂协同阻燃作用力学性能

新型磷氮膨胀性阻燃剂/OMMT协同阻燃环氧树脂的制备及阻燃性能

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材料研究学报 2014年第6期28卷 455-461页

作者：卢林刚陈英辉王舒衡杨守生董希琳中国人民武装警察部队学院科研部廊坊065000 中国人民武装警察部队学院研究生队廊坊065000 中国人民武装警察部队学院消防工程系廊坊065000

在新型膨胀性阻燃剂六(4-DOPO羟甲基苯氧基)环三磷(DOPOMPC)与聚磷酸铵(APP)复配作用的环氧树脂(EP)膨胀阻燃复合材料(DOPOMPC/APP/EP)的基础上,添加有机改性蒙脱土(OMMT)制备了新型磷氮膨胀性阻燃剂/OMMT协同阻燃环氧树脂。用极限氧指... 详细信息

在新型膨胀性阻燃剂六(4-DOPO羟甲基苯氧基)环三磷(DOPOMPC)与聚磷酸铵(APP)复配作用的环氧树脂(EP)膨胀阻燃复合材料(DOPOMPC/APP/EP)的基础上,添加有机改性蒙脱土(OMMT)制备了新型磷氮膨胀性阻燃剂/OMMT协同阻燃环氧树脂。用极限氧指数(LOI)、水平燃烧(UL-94)、锥形量热(CONE)、电子显微镜(SEM)观察等方法研究了OMMT与DOPOMPC的协同效应。结果表明,EP4(10%DOPOMPC/10%APP/3%OMMT/77%EP)复合材料的各项燃烧参数综合表现最优,其LOI值达到36.8%,热释放速率峰值(pk-HRR)、有效燃烧热平均值(av-EHC)、比消光面积平均值(av-SEA)、一氧化碳释放率平均值(av-CO)较纯EP(EP0)分别下降了78.4%、62.2%、57.8%和50.0%,呈现出更加优良的阻燃和抑烟性能。其原因是,添加OMMT的阻燃材料在燃烧初期形成的炭层更致密、坚硬。

关键词：复合材料膨胀阻燃剂环氧树脂有机改性蒙脱土阻燃性能协同效应

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单组分磷-氮膨胀阻燃剂的合成及成炭性能

高分子材料科学与工程 2012年第7期28卷 10-13页

作者：卢林刚王晓杨守生董希琳陈英辉唐凯中国人民武装警察部队学院科研部中国人民武装警察部队学院消防工程系河北廊坊065000

以六氯环三磷腈、对羟基苯甲醛及9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)等为原料,合成出新型单组分磷-氮膨胀阻燃剂六(4-(9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物)-羟甲基苯氧基)环三磷腈(Ⅴ),其结构经红外光谱(IR)、质谱(MS)和核... 详细信息

以六氯环三磷腈、对羟基苯甲醛及9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)等为原料,合成出新型单组分磷-氮膨胀阻燃剂六(4-(9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物)-羟甲基苯氧基)环三磷腈(Ⅴ),其结构经红外光谱(IR)、质谱(MS)和核磁共振(1H-NMR)表征。热失重分析表明,化合物(Ⅴ)具有较高热稳定性和良好成炭性,起始分解温度为195℃,800℃时炭残量达50.3%。扫描电镜观测发现,500℃时,化合物(Ⅴ)产生连续、致密、光滑、均匀的膨胀炭层。变温红外光谱研究表明,当温度从200℃加热至700℃时,化合物(Ⅴ)官能团强度逐渐由强变弱,并在1631 cm-1处产生新的芳香环炭层结构吸收峰。

关键词：膨胀阻燃剂合成热分解成炭性能

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新型无卤膨胀阻燃聚丙烯的制备及阻燃性能

复合材料学报 2013年第1期30卷 83-89页

作者：卢林刚徐晓楠王大为董希琳杨守生中国人民武装警察部队学院科研部廊坊065000 中国人民武装警察部队学院消防工程系廊坊065000 中国人民武装警察部队学院研究生队廊坊065000

利用有机杂环磷酸酯1,2,3-三(5,5-二甲基-1,3-二氧杂环己内磷酸酯基)苯(FR)、聚磷酸铵(APP)和三聚氰胺(MEL)制备新型无卤三源膨胀阻燃聚丙烯(IFR/PP)材料,通过极限氧指数(LOI)、水平燃烧(UL-94)、热重分析法(TGA)、锥形量热(cone)等方... 详细信息

利用有机杂环磷酸酯1,2,3-三(5,5-二甲基-1,3-二氧杂环己内磷酸酯基)苯(FR)、聚磷酸铵(APP)和三聚氰胺(MEL)制备新型无卤三源膨胀阻燃聚丙烯(IFR/PP)材料,通过极限氧指数(LOI)、水平燃烧(UL-94)、热重分析法(TGA)、锥形量热(cone)等方法研究了IFR对聚丙烯阻燃性能影响。结果表明:当IFR总添加质量分数为30%(FR∶APP∶MEL质量比为4∶8∶3),阻燃IFR/PP的LOI达到36.2%,其热释放速率峰值(pk-HRR)、热释放速率平均值(av-HRR)、有效燃烧热平均值(av-EHC)、比消光面积平均值(av-SEA)、质量损失速率平均值(av-MLR)及一氧化碳释放率平均值(av-CO)相对未阻燃PP分别降低75.9%、71.7%、76.4%、74.6%、58.3%和50.0%,300s时CO释放量接近0,呈现出良好的阻燃、抑烟和抑毒性能;SEM研究表明,IFR催化PP在燃烧初期形成了致密、坚硬的优质炭层。

关键词：膨胀阻燃剂聚丙烯阻燃性能燃烧锥形量热仪

两种马来酸酐接枝物对膨胀阻燃聚丙烯增韧共混复合体系性能的影响

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材料研究学报 2017年第3期31卷 219-225页

作者：金静王昊舒中俊卢林刚中国人民武装警察部队学院消防工程系廊坊065000 中国人民武装警察部队学院研究生队廊坊065000 中国人民武装警察部队学院科研部廊坊065000

用膨胀型阻燃剂(IFR)和乙烯辛烯共聚物(POE)对聚丙烯(i PP)进行阻燃和增韧改性,比较研究了两种典型增容剂聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)和乙烯辛烯共聚物接枝马来酸酐(POE-g-MAH)对膨胀阻燃增韧共混复合体系阻燃性能以及力学性能的影响... 详细信息

用膨胀型阻燃剂(IFR)和乙烯辛烯共聚物(POE)对聚丙烯(i PP)进行阻燃和增韧改性,比较研究了两种典型增容剂聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)和乙烯辛烯共聚物接枝马来酸酐(POE-g-MAH)对膨胀阻燃增韧共混复合体系阻燃性能以及力学性能的影响。结果表明:IFR可提高聚丙烯共混物的燃烧性能,但是明显降低材料的力学性能,而增容剂的加入可同时提高复合材料的燃烧性能和力学性能。PP-g-MAH使IFR的分散更均匀,添加1%(质量分数,下同)的PP-g-MAH使复合材料的平均热释放速率、热释放速率峰值、比消光面积平均值以及烟释放总量比未添加增容剂的阻燃材料分别下降24%、30%、56%和46%;而POE-g-MAH能使复合材料形成包覆结构,使其冲击强度明显提高,加入5%的POE-g-MAH可使复合材料冲击强度提高93%。

关键词：复合材料阻燃性能与力学性能共混复合增容剂

新型无卤膨胀阻燃低密度聚乙烯复合材料的非等温结晶动力学

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材料研究学报 2014年第4期28卷 300-307页

作者：卢林刚江伟杨守生徐晓楠王大为金晶中国人民武装警察部队学院科研部廊坊065000 中国人民武装警察部队学院研究生队廊坊065000 中国人民武装警察部队学院消防工程系廊坊065000

通过熔融混合将有机杂环磷酸酯1,3,5-三(5,5-二甲基-1,3-二氧杂环己内磷酸酯基)苯(FR)和聚磷酸铵(APP)组成的膨胀阻燃剂(IFR)与低密度聚乙烯(LDPE)作用,制备出新型膨胀阻燃低密度聚乙烯复合材料(IFR/LDPE)。用差示扫描量热法(DSC)研究IF... 详细信息

通过熔融混合将有机杂环磷酸酯1,3,5-三(5,5-二甲基-1,3-二氧杂环己内磷酸酯基)苯(FR)和聚磷酸铵(APP)组成的膨胀阻燃剂(IFR)与低密度聚乙烯(LDPE)作用,制备出新型膨胀阻燃低密度聚乙烯复合材料(IFR/LDPE)。用差示扫描量热法(DSC)研究IFR对LDPE非等温结晶行为的影响,用Jeziorny法、Ozawa法及莫志深法研究了低密度聚乙烯阻燃改性前后的非等温结晶动力学,并用Kissinger法、Takhor法研究了纯LDPE及IFR/LDPE共混体系结晶活化能的变化。结果表明:IFR的加入在提高LDPE阻燃性能的同时,对LDPE结晶起到异相成核作用,但是阻碍了PE分子链的规则排列,使LDPE晶体的生长减慢,最终使阻燃聚乙烯总的结晶速率降低。

关键词：无机非金属材料膨胀型阻燃剂低密度聚乙烯阻燃性能差示扫描量热分析非等温结晶动力学