埃洛石纳米管协效阻燃改性沥青性能及机理研究

• 作者: 何兆益 谭洋伟 李家琪 张权 吴逸飞
• 来源期刊: 材料导报
• 学科: 交通运输
• 关键词: 道路沥青 埃洛石纳米管 阻燃剂 阻燃性能 抑烟性能 协同增效作用 全相态阻燃机理
• 年，卷（期）: 2022,（2）
• 所属期刊栏目: 无机非金属及其复合材料|INORGANIC MATERIALS AND CERAMIC MATRIX COMPOSITES
• 页码范围: 68-75
• 页数: 8页
• 分类号: U414
• 语种: 中文
• DOI: 10.11896/cldb.20110080

摘要

为研究埃洛石纳米管(HNTs)协效常规阻燃剂(CFR)改性沥青的阻燃性能及机理,首先采用极限氧指数仪、克利夫兰开口杯和锥形量热仪对SBS改性沥青、常规阻燃改性沥青和埃洛石纳米管协效阻燃改性沥青进行阻燃性能测试;然后采用热重?差示扫描量热仪(TGA?DSC)研究沥青燃烧过程的质量损失和热量变化,采用傅里叶红外光谱仪(FTIR)和热重?红外联用技术(TG?FTIR)研究沥青燃烧过程中固相物质和气态产物的时程变化,采用数码相机(DC)和场发射扫描电镜(FESEM)表征沥青残渣的宏微观形貌,来探寻HNTs协效CFR改性沥青的阻燃机制.研究结果表明:1％HNTs复配8％CFR(质量分数,下同)改性沥青的极限氧指数(LOI)和自燃温度(SIT)分别为25.5％、441℃,说明添加阻燃剂使沥青变为难燃物质;同时阻燃沥青的热释放速率峰值(PHRR)和烟释放速率峰值(PSPR)也明显降低,说明HNTs协效CFR改性沥青具有良好的阻燃性能和抑烟性能.通过热重及热量变化发现了阻燃剂靶向分解的吸热阻燃机理,通过固相物质的转变规律发现了磷酸催化沥青成炭的凝聚相阻燃机理,通过气态产物的转变规律发现了磷系自由基淬灭燃烧的气相阻燃机理,通过沥青残渣的形貌表征分析发现了阻燃剂增强残渣完整性和致密程度的阻隔层阻燃机理,最后基于全相态物质变迁规律揭示了HNTs协效CFR改性沥青的阻燃机制.