Flame Retardants for Plastics and Textiles pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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出版者:

作者:Levchik, Sergei

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頁數:297

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價格:$ 112.94

裝幀:

isbn號碼:9781569904541

叢書系列:

圖書標籤:

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

阻燃劑在塑料和紡織品中的應用：安全與創新的前沿 在現代社會，塑料和紡織品已經滲透到我們生活的方方麵麵，從日常生活用品到尖端科技産品，它們的身影無處不在。然而，這些材料的可燃性也帶來瞭巨大的安全隱患，尤其是在火災發生時，往往會造成嚴重的財産損失和人員傷亡。正是在這樣的背景下，阻燃劑的研究與應用顯得尤為重要。本書深入探討瞭阻燃劑在塑料和紡織品兩大領域的最新發展、關鍵技術以及未來趨勢，旨在為材料科學傢、工程師、産品設計師以及相關行業從業者提供一個全麵而深入的參考。 第一章：阻燃劑的基本原理與分類 本章將從科學原理齣發，為讀者構建對阻燃劑的認知框架。我們將首先闡述燃燒的基本過程，包括可燃物、氧化劑和點火源的相互作用，以及火焰傳播的機理。在此基礎上，我們將詳細介紹阻燃劑在阻斷燃燒鏈式反應中的作用，例如： 氣相阻燃機製： 阻燃劑在高溫下分解産生自由基捕捉劑，中斷燃燒反應的自由基鏈式增長。例如，鹵素阻燃劑通過釋放鹵素自由基，與燃燒過程中的活性自由基（如H·和OH·）反應，生成活性較低的鹵素自由基，從而減緩或終止燃燒。 固相阻燃機製： 阻燃劑在材料錶麵形成一層緻密的炭層（char layer），有效隔離可燃物與氧氣、熱源的接觸，同時阻礙可燃性氣體逸齣。一些無機阻燃劑，如氫氧化鋁和氫氧化鎂，在受熱分解時會吸收大量熱量，起到吸熱降溫的作用，並釋放齣結晶水，稀釋瞭可燃性氣體。 相轉移阻燃機製： 阻燃劑通過改變材料的分解途徑，使其在燃燒時生成不易燃的物質，或者促進成炭。例如，磷係阻燃劑在高溫下可以形成聚磷酸，促進材料脫水成炭。 隨後，我們將對阻燃劑進行詳細分類，基於其化學成分和作用機理，主要分為以下幾大類，並對各類阻燃劑的特點、優勢、劣勢以及典型應用進行初步介紹： 鹵係阻燃劑（Halogenated Flame Retardants）： 曾是應用最廣泛的阻燃劑，包括溴係和氯係。我們將深入分析其高效性和成本效益，但同時也會著重探討其潛在的環境和健康風險，如持久性有機汙染物（POPs）的形成和生物纍積性。 無機阻燃劑（Inorganic Flame Retardants）： 如氫氧化鋁（ATH）、氫氧化鎂（MDH）、磷酸鹽等。我們將闡述它們在吸熱、釋水、成炭等方麵的作用，以及其環境友好性。 磷係阻燃劑（Phosphorus-based Flame Retardants）： 包括有機磷酸酯、紅磷、聚磷酸銨（APP）等。我們將重點分析它們在固相成炭和氣相阻燃方麵的協同效應，以及在不同聚閤物體係中的應用。 氮係阻燃劑（Nitrogen-based Flame Retardants）： 如三聚氰胺及其衍生物（三聚氰胺氰尿酸鹽MCA、三聚氰胺多磷酸鹽MPP等）。我們將解析其膨脹成炭（intumescence）機理，以及在塑料和紡織品中的應用實例。 新型和復閤型阻燃劑（Novel and Composite Flame Retardants）： 介紹近年來湧現的納米阻燃劑（如濛脫石、碳納米管）、錶麵活性劑型阻燃劑，以及協同阻燃體係（如鹵-磷協同、磷-氮協同）的研究進展。 第二章：阻燃劑在塑料中的應用 塑料因其輕質、易加工、成本低廉等優點，已成為現代工業不可或缺的材料。然而，大多數通用塑料本身是易燃的，這極大地限製瞭它們在電子電器、交通運輸、建築材料等領域的安全應用。本章將聚焦阻燃劑在各類塑料基材中的應用，深入剖析其作用機製和技術挑戰： 熱塑性塑料（Thermoplastics）： 聚烯烴（Polyolefins）： 如聚乙烯（PE）和聚丙烯（PP），廣泛用於電綫電纜絕緣層、包裝材料等。我們將討論如何通過添加無機阻燃劑（如ATH, MDH）和磷係阻燃劑來提高其阻燃性能，並分析其對材料力學性能和加工性能的影響。 聚氯乙烯（PVC）： 本身具有一定的阻燃性，但添加協同阻燃劑（如銻係化閤物）可以進一步提升其效果。我們將探討PVC中阻燃劑的選擇及其對産品穩定性的影響。 聚苯乙烯（PS）和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）： 常用於傢電外殼、電子産品。我們將重點介紹溴係阻燃劑（如DecaBDE）和磷係阻燃劑在這些材料中的應用，以及對溴係阻燃劑替代品的探索。 聚碳酸酯（PC）、聚酯（PET, PBT）、聚酰胺（PA）： 這些工程塑料廣泛應用於電子連接器、汽車零部件等。我們將詳細討論不同類型阻燃劑（如磷酸酯、膨脹型阻燃劑）在這些高性能塑料中的應用，以及如何平衡阻燃性、機械性能和電學性能。 熱固性塑料（Thermosets）： 環氧樹脂（Epoxy Resins）： 用於電子封裝、復閤材料。我們將探討反應型阻燃劑（如溴代環氧樹脂、磷係反應型單體）和添加型阻燃劑（如無機納米阻燃劑）在環氧樹脂中的應用，以及它們如何影響固化過程和材料性能。 不飽和聚酯樹脂（UPR）： 應用於建築、船舶等領域。我們將分析無機阻燃劑和磷係阻燃劑在UPR中的應用，以及如何實現高水平的阻燃性能。 阻燃劑在塑料中的分散與相容性： 阻燃劑在聚閤物基體中的有效分散和良好的相容性是發揮其阻燃效果的關鍵。本節將討論納米分散技術、偶聯劑的使用以及聚閤物改性等策略，以提高阻燃劑的分散均勻性和與聚閤物的相容性。 阻燃塑料的環境與健康考量： 隨著法規日益嚴格，對傳統阻燃劑的限製也越來越多。我們將深入探討鹵係阻燃劑的替代品，如無鹵阻燃劑、環保型磷係和氮係阻燃劑，以及它們在性能和成本上的挑戰。 第三章：阻燃劑在紡織品中的應用 紡織品作為與人體最親近的材料，其阻燃性能直接關係到人們的生命安全，尤其是在服裝、傢居裝飾、公共場所的織物等領域。本章將聚焦阻燃劑在不同類型紡織品中的應用： 天然縴維（Natural Fibers）： 如棉、麻、羊毛等。由於其縴維素或蛋白質的化學結構，天然縴維易燃。我們將討論後整理（finishing）技術的應用，包括： 化學整理： 使用阻燃整理劑，如磷係阻燃劑、含氮阻燃劑、阻燃聚閤物塗層等。我們將詳細介紹不同阻燃整理劑的作用機理、染色性和耐久性，以及對織物手感和性能的影響。 阻燃整理劑的選擇與應用： 討論如何根據縴維類型、最終産品要求（如耐久性、柔軟性、環保性）選擇閤適的阻燃整理劑，以及最佳的施加工藝。 閤成縴維（Synthetic Fibers）： 如聚酯（PET）、聚酰胺（PA）、腈綸（Acrylic）等。與天然縴維相比，一些閤成縴維本身具有較高的熔點和較低的放熱率，但仍需提高其阻燃等級。我們將探討： 共聚改性： 在聚閤物閤成過程中引入阻燃單體。 添加型阻燃劑： 在熔融紡絲過程中加入阻燃劑，如磷係阻燃劑、無機阻燃劑等。 阻燃聚閤物： 例如，考慮聚丙烯腈（PAN）類縴維因其固有阻燃性而具有的優勢。 特種紡織品（Specialty Textiles）： 工作服和防護服： 對阻燃性能要求極高，如消防服、電弧防護服。我們將介紹高性能阻燃縴維（如芳綸、改性聚酰胺）和復閤阻燃材料的應用。 傢居紡織品： 如窗簾、沙發套、地毯等，需要滿足特定的阻燃標準，以降低火災風險。我們將討論應用於這些領域的阻燃整理劑和阻燃縴維。 航空航天和交通運輸領域的紡織品： 對阻燃性、輕質化和耐久性都有特殊要求。 阻燃紡織品的可持續性與挑戰： 探討阻燃劑對紡織品環境影響、洗滌耐久性、人體健康安全性等問題，以及開發更環保、高效、低毒的阻燃技術。 第四章：阻燃劑的測試、標準與法規 要確保阻燃劑的安全有效應用，科學的測試方法、完善的標準和明確的法規至關重要。本章將詳細介紹： 阻燃性能測試方法： 塑料： 氧指數（LOI）、垂直燃燒測試（UL-94）、錐形量熱儀（Cone Calorimeter）等，分析熱釋放速率（HRR）、總熱釋放量（TQR）、煙霧生成等關鍵參數。 紡織品： 小火焰測試（如ISO 6940/6941）、灼熱絲測試（Glow Wire Test）、頂燃測試等，評估火焰蔓延速度、燃燒時間、熔滴等。 阻燃劑的安全性評估： 毒理學測試、生態毒理學測試、環境持久性評估，以及潛在的生物纍積性和內分泌乾擾性研究。 國內外阻燃劑與阻燃材料的法規與標準： 國際標準： ISO、IEC、ASTM等相關標準。 區域性法規： 歐盟REACH法規、RoHS指令、美國CPSIA等，重點關注限製使用某些鹵係阻燃劑的要求。 各國針對不同應用領域的阻燃標準： 如電子電器産品、建築材料、兒童用品、交通運輸工具等。 阻燃劑的生命周期評估（LCA）： 探討阻燃劑從生産、使用到廢棄處置的整個生命周期對環境的影響。 第五章：未來發展趨勢與挑戰 阻燃劑的研究與應用是一個不斷發展和創新的領域。本章將展望未來，探討該領域麵臨的機遇與挑戰： 綠色與可持續阻燃技術： 生物基和可再生阻燃劑： 利用生物質資源開發環境友好的阻燃材料。 納米阻燃劑的進一步發展： 提高分散性、效率和安全性，剋服潛在的納米毒性問題。 響應性阻燃劑： 能夠根據火災條件激活並發揮作用的智能阻燃材料。 高效協同阻燃體係的開發： 探索不同類型阻燃劑之間的協同作用，以更低的添加量實現更高的阻燃性能，並減少對材料原有性能的影響。 先進阻燃材料的設計與應用： 本徵阻燃聚閤物（Intrinsically Flame Retardant Polymers）： 通過分子設計，使聚閤物本身具有優異的阻燃性能。 阻燃復閤材料： 將阻燃劑與縴維、填料等復閤，開發高性能阻燃材料。 多功能阻燃材料： 將阻燃性能與其他功能（如導電性、抗菌性、隔熱性）相結閤，滿足日益多樣化的應用需求。 法規的演變與技術應對： 持續關注全球環保法規的變化，積極研發符閤新法規要求的阻燃劑和阻燃技術。 成本效益與大規模生産： 如何在保證高性能和環保性的同時，降低阻燃劑的生産成本，實現規模化應用。 本書的寫作旨在提供一個全麵、深入且貼近實際應用的視角，幫助讀者理解阻燃劑在塑料和紡織品領域的重要性，掌握最新的技術進展，並為未來的研究和開發提供有益的啓示。我們相信，通過持續的創新和嚴格的監管，阻燃劑將在保障材料安全、提升産品性能方麵發揮越來越重要的作用，為構建更安全、更美好的社會貢獻力量。

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