防火涂料热降解的测试研究技术（二）
选用TG-FTIR联用测验技术，对胀大涂料进行了测验，依据TG-DTG可以将胀大涂料的热降解进程分红若干期间，对各期间的分化气体进行FT-IR测验剖析，可以得到气体开释品种及强度关联于温度（或时间）的联系，以此来估测热降解进程中不同温度段的降解机理。
1.3光电子能谱剖析法光电子能谱（XPS或ESCA）是以X射线作为激发源的光电子能谱剖析法。其主要原理是物质受光效果会发作光电效应而放出电子；原子中不同的电子具有不同的关系能（行将电子从地点能级移到真空能级所需的能量）。在试验中只需测出电子的动能，就可以断定电子的关系能，然后经过对照未知样品的峰值和所宣布的文献的关系能的值，对未知样品所含的元素进行判定，还经过波形解析取得有关官能团品种和数量的信息。并能够由此推导防火涂猜中改性成分对剩余炭质层热安稳性的影响。
SergeBourbigot将XPS用于研讨APP、PER、乙烯三元共聚物（LRAM3.5）中，剖析不同配比（LRAM3.5、APP、PER和LRAM3.5、APP、PER、4A分子筛）、不同温度（280℃、350℃、430℃和560℃）下剩余物中P、C、O、N等各元素的份额联系，并由各元素关系能，揣度残炭物中各元素存在的方式。如文中O1s的关系能有两种：532.5eV和533.5eV，其间前者能够存在于磷氧键或羰基中，后者存在于C—O—C、C—O—P或C—OH中。C1s的关系能有四种：285eV对应于脂肪烃和芳香烃中的C—H和C—C，286.3eV能够是醚基、C—O—P或C—N中的C—O，287.5eV对应于羰基，289.5eV对应于羧基。依据测定的不同关系能基团的份额，并将不同温度下与氧关系的C和与脂肪烃或芳香烃关系的C的份额（Cox、Ca）进行计算，然后可以推导不同温度下炭质层被氧化的难易程度。试验成果标明4A分子筛延缓了炭质层的氧化。
XPS技术固然可以推定炭质层中含有的各元素组成及关系的份额联系，可是其推导成果为一关系能能够对应多种官能团，因而要揣度残炭物质的精确布局，还需要关系红外光谱的测验成果。
1.4扫描电镜剖析防火涂料残炭物质的描摹，可用扫描电镜（SEM）观测。该技术是运用细聚集的电子束在样品外表逐点扫描，用探测器搜集在电子束效果下，样品中发作的电子信号，再把信号转变为能反映样品外表特征的扫描图画。扫描电镜具有可进行微区成分剖析、分辨率高、成像立体感强和视场大等长处，在防火涂料研讨方面运用越来越广泛。
选用SEM可以测验残炭物质的描摹（能否均匀、细密或疏松等），调查炭层中孔的状况及巨细，调查炭质层外表物质的描摹。如王振宇[8]在运用纳米SiO2改性APP、二季戊四醇（DPER）、MEL胀大防火涂料时，发现纳米SiO2在炭质层上构成了相似陶瓷质的维护层，使涂料的耐高温性得以改善；李国新[16]在选用MoO3和EG改性APP、PER、MEL防火涂料时，发现EG使炭质层中具有很多的“蠕虫”状布局，其尺度较小的规矩的多孔状布局可有用地下落炭质层的导热系数；而EG发作的炭质层易于氧化，在增加MoO3后，该“蠕虫”状炭层上覆盖了一层熔融物质，该物质阻碍了热和氧气向EG构成的炭层分散，因而表现出MoO3和EG杰出的协同性，发展了涂料的耐火极限。
1.5X射线衍射剖析法X射线衍射剖析（XRD）的基本原理是X射线照耀晶体，电子受迫振荡发作相干散射；同一原子内各电子散射波彼此干与构成原子散射波。由于晶体内各原子呈周期摆放，因而各原子散射波间也存在固定的相位联系而发作干与效果，在某方向上发作相长干与，构成衍射波。运用衍射波的基本特征———衍射线在空间散布的方位（衍射方向）和强度，与晶体内原子散布规矩（晶体布局）的密切联系，来完成资料成分、布局剖析。该技术在防火涂料研讨中既可以用来研讨原资料的物相，也可以研讨防火涂料热降解残炭物质的晶体组成。如掺有TiO2的胀大防火涂料，其炭质层表层有白色的安稳物质，经过选用XRD剖析，断定该物质为TiP-O7和锐钛型TiO2的混合物[1].选用MoO3改性的胀大防火涂料，XRD剖析其炭质层中含有MoO2和MoOPO4，能够是发展防火涂料残炭率的主要缘由[17]. 1.6锥形量热仪法该技术是以氧耗费原理为根底的新一代聚合物焚烧测定仪，氧耗费原理是指每耗费1g的氧，资料在焚烧中所开释出的热量是13.1kJ，且受焚烧类型和能否发作彻底焚烧影响很小。只需能精确地测定出资料在焚烧时耗费的氧量就可以取得精确的热开释速率。该技术可以取得多种焚烧参数：释热速率（RHR）、总开释热（THR）、有用焚烧热（EHC）、点着时间（TTI）、烟及毒性参数和质量改动参数（MIR）等。锥形量热仪法由于具有参数测定值受外界要素影响小、与大型试验成果关联性好等长处，而被应用于阻燃范畴的研讨中，也可以用于防火涂料的热降解研讨。
如徐晓楠运用锥形量热仪（CONE）试验取得可胀大石墨防火涂料和传统的胀大型防火涂料的热失质量速率（MLR）、热开释速率（HRR）、有用焚烧热（EHC）、比消光面积（SEA）、CO2、CO和点着时间（TTI）等参数，对阻燃功用、烟毒开释、阻燃机理进行了比照研讨。比较而言，EG防火涂料的pkHRR、TTI和THR下落，在火灾中的危险性减小，防火涂料的阻燃功用更为优异；EG防火涂料维护基材烟、毒开释较少，契合阻燃资料少毒的恳求，安全功用更好。这也与EG在其他资料的阻燃研讨中的成果符合[5，19，21]，标明晰CONE技术研讨防火涂料热降解的科学性。
1.7动态黏度测验技术由于胀大防火涂料的胀大炭层中包括有固体物（炭）和液体物（焦油），所以可表现出黏-弹性特色。黏-弹性资料具有杂乱的动态黏度，它的储存模量G′与在弹性变形下储存的能量关联；而丢失模量G″则与黏功用量耗费关联。G与G的比值断定另一参数———耗费因子（dissipationfactor），可以表明资料反抗变形的才能。研讨这些参数可以作为温度或应力的函数，用来对不同资料的焚烧功用（特别是胀大进程），供给重要信息。当温度升高且处于一应变之下，聚合物资料能够发作变形或裂开，一旦裂缝发作，氧气和热量、质量将在基体资料和炭质层之间分散和传输，然后招致基体资料的疾速降解。因而，关于炭质层，应该是发作变形而不开裂，才能包管炭质层的防护功用。动态黏度测验技术在胀大防火涂猜中运用时，既可以表征胀大进程，又可以测验炭层的强度。
该测验技术是选用热扫描黏度计来监控资料随温度或时间随炭层的改动，并结尾断定涂料炭层弹性的和黏性的行动。应变5%，频率10rad、s，升温速度10℃、min，测验温度规模20～500℃，压力2000Pa.在测验PU、EG涂料时，发现系统的黏度改动为三个期间。在200～300℃，黏度小幅度上升，其缘由为此期间涂料降解发作了气态物质、液态物质，与固态物质共存，发作胀大炭质层，然后构成黏度的小幅度上升；300～400℃，黏度大幅度上升，缘由为炭质层构成后，碳化进程继续进行；在400～500℃期间，由于炭质层开端损坏，所以黏度下落。该测验成果与板距离和TGA的测验成果符合。
炭质层的强度与板距离（Gap）的联系可以更好地用来剖析热降解条件下胀大炭质层的功用，该条件既不同于焚烧条件，也不同于炭质层冷却后的条件，所以显得更为重要。
1.8其他测验技术随着对防火涂料热降解机理研讨的不断深化，会有不同的测验技术被运用。如对热降解气体的品种和相对含量的测验技术；核磁共振技术用来剖析防火涂料的原资料和炭质层.
2、结语
由于防火涂料功用在火灾或高温下的功用直接联系到人身和产业的安全，所以对其高温下的热降解进程的深化测验和研讨有助于让我们打听防火涂料的效果机理，为优选配方和改性资料供给理论依据。在防火涂料热降解的研讨中，测验技术，特别是多种测验技术联用是十分必要的，将在往后的研讨中发扬其必定的效果。
