Halogen-Free Flame-Retardant Polymers (eBook)
XV, 113 Seiten
Springer International Publishing (Verlag)
978-3-030-35491-6 (ISBN)
This book presents an overview of recent academic and industrial research efforts concerning halogen-free flame-retardant (FR) polymers and their nanocomposites. It summarizes the synthesis methods for various types of halogen-free FR polymers and their nanocomposites, and critically reviews their flame-retardant behavior, toxic-gas evolution during combustion, and inhibition methods.
In turn, the book discusses the importance of metal oxide nanoparticles, nanoclay, and graphene in flame inhibition and addresses the FR properties of various FR compounds containing polymers, their FR mechanisms, and fire toxicant releasing and inhibition methods in detail. It systematically covers the synergetic effects between different FR compounds, and explains the significance of thermal stability and melt dripping for polymers' FR properties.
The fundamental concepts described here are essential to understanding the FR behaviors of various polymers and their nanocomposites, and to developing efficient, environmentally friendly FR polymers and nanocomposites for a wide range of applications. This book is ideally suited for researchers in the fields of polymer science and engineering, and for graduate students in chemistry and materials science.
Preface 7
Acknowledgements 8
Contents 9
Abbreviations 11
1 Introduction 14
References 16
2 Polymer Combustion and Flame Retardancy 18
2.1 FR Polymers 19
2.1.1 Gas-Phase FRs 20
2.1.2 Endothermic FRs 20
2.1.3 Solid-Phase FRs 20
2.1.4 Intumescent FRs 20
2.1.4.1 Additive Method 21
2.1.4.2 Reactive Method 21
References 22
3 Flame-Retardancy Testing 23
3.1 Cone Calorimeter 23
3.2 Limiting Oxygen Index (LOI) 24
3.3 Underwriters Laboratory-94 (UL-94 V) 25
References 26
4 Types of Flame Retardants Used for the Synthesis of Flame-Retardant Polymers 27
4.1 Nitrogen-Based FRs 27
4.2 Nitrogen and Phosphorus-Based Salts as FRs 30
4.3 Phosphorus-Based FRs 34
4.3.1 DOPO-Based Phosphorus FRs 35
4.3.2 Phosphorus-Based FRs with Different Oxidation States 37
4.3.3 Phosphazene-Based FRs 41
4.3.4 Phosphorus-Based Spiro Cyclic FRs 43
4.4 UV-Curable FRs 46
References 50
5 Flame-Retardant Polyurethanes 58
5.1 Thermal Degradation and Evolution of Components During PU Combustion 59
5.2 Importance of Polyols in Flame-Retardant PUs 64
5.3 Phosphorus-Based Polyols for Flame-Retardant Polyurethanes 65
5.4 Importance and Reactivity of Diisocyanates in FR PUs 66
5.5 Effect of Segmental Separation in PUs on Their FR Activity 67
5.6 Interactions Between P,N-Based FRs and PUs for FR Activity 69
References 73
6 Melt-Dripping and Char Formation 79
6.1 Relationship Between the Melting Dripping Characteristics of Polymer Films and Fire Properties 79
6.2 The Relationship Between Char Formation and Morphology Development in Fire Retardant Activities 83
References 91
7 Polymer Nanocomposites for Fire Retardant Applications 93
7.1 FR Polymer Nanocomposites Based on Various Nanoparticles 93
7.2 Clay-Based Flame-Retardant Polymer Nanocomposites 103
7.3 Graphene-Based FR PNCs 106
References 112
Index 120
Erscheint lt. Verlag | 30.11.2019 |
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Reihe/Serie | Springer Series in Materials Science | Springer Series in Materials Science |
Zusatzinfo | XV, 113 p. |
Sprache | englisch |
Themenwelt | Naturwissenschaften ► Chemie ► Organische Chemie |
Technik ► Maschinenbau | |
Schlagworte | Char Formation and Morphology • Fire-Retardant Activity • Halogen-Free Fire-Retardant Polymers • Polymer Nanocomposites for Fire-Retardant Applications • Synergetic Effect Between Nanoparticles • Thermal Stability and Melt Dripping |
ISBN-10 | 3-030-35491-1 / 3030354911 |
ISBN-13 | 978-3-030-35491-6 / 9783030354916 |
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Größe: 4,0 MB
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