聚磷酸酯膨胀阻燃剂复配有机蒙脱土阻燃改性环氧树脂

以间苯二胺为固化剂,聚苯氧基磷酸210氢9氧杂磷杂菲对苯二酚酯（POPP）、聚磷酸铵（APP）为阻燃剂, 复配质量分数为1 %有机蒙脱土（OMMT）为膨胀阻燃体系,对环氧树脂（EP）进行阻燃改性。通过极限氧指数测定仪、垂直燃烧测定仪同步热分析仪、锥形量热等研究改性EP的阻燃性能、热性能和力学性能。结果表明,当膨胀阻燃体系（2.5 %POPP/APP+1 %OMMT）添加量为3.5 %时,改性EP可达UL 94 V-0级,同时LOI为25.2 %;当膨胀阻燃体系添加量为11 %时,改性EP的LOI值进一步升高到31.7 %;阻燃剂的加入,使EP的初始分解温度略有降低,但残炭量明显增加;POPP/APP/OMMT的加入很大程度上降低了EP的热释放速率、烟释放量和平均热释放速率。     

DOPS衍生物阻燃剂的合成及聚乳酸复合材料的性能（急）

以马来酸酐(MAH)和9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-硫化物(DOPS)为原料,合成了马来酸酐-9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-硫化物(MAH-DOPS),将MAH-DOPS应用于聚乳酸(PLA)的阻燃改性.采用TG、极限氧指数(LOI)、垂直燃烧(UL-94)、锥形量热、TG-FTIR和SEM-EDS测试了MAH-DOPS对PLA的热稳定性、阻燃性能和热降解行为的影响.结果表明,阻燃剂MAH-DOPS中的P、S元素产生的协同阻燃作用提高了阻燃效率,改善了PLA的阻燃性能.当阻燃剂质量分数为5％时,制备的PLA/MAH-DOPS-5％的LOI为28.1％,达到UL-94 V-0级,总热释放量和平均有效燃烧热降低.MAH-DOPS同时在气相和凝聚相发挥阻燃作用,并以气相阻燃机理为主.     

聚乳酸/苯基次膦酸铝复合材料的制备及其阻燃性能研究

采用共沉淀法制备了苯基次膦酸铝(AlP)并对其进行表征。在此基础上,通过熔融共混法制备了一系列聚乳酸/苯基次膦酸铝（PLA/AlP）复合材料,采用热重分析（TG）、极限氧指数测试（LOI）、UL 94垂直燃烧测试、微型量热测试研究AlP对复合材料热稳定性、阻燃性能、燃烧性能的影响。结果表明,AlP可以有效提高PLA/AlP复合材料的阻燃性能, 当AlP含量为30 %（质量分数,下同）时,PLA/AlP30的极限氧指数达到25.6 %,并达到UL 94 为V-0级;AlP可以提高PLA/AlP复合材料初始分解温度和成炭性; PLA/AlP复合材料的热释放速率峰值和总热释放随着AlP添加量增大呈现先增高再下降的趋势。     

“三源一体”壳核型阻燃剂的制备及其在聚乳酸中的应用

以聚磷酸铵（APP）为核,壳聚糖（CS）、氯化铁和埃洛石（HNT）为壳,以水为溶剂,通过自组装的方式制备了“三源一体”壳核型阻燃剂（APP@CS@HNT和APP@CS⁃Fe@HNT,分别简写为ACH和ACFH）,并将其用于提升聚乳酸（PLA）的阻燃性能。通过扫描电子显微镜、热重分析仪等对ACH和ACFH的组成及结构进行了分析,然后对PLA的阻燃性能进行表征。结果表明,PLA/15 %ACFH（质量分数,下同）的阻燃性能优于纯PLA和PLA/15 %ACH,PLA/15 %ACFH的极限氧指数（LOI）最高,提升到29.5 %,且UL 94达到V⁃0级;相较于纯PLA,PLA/15 %ACFH的最大热释放速率（PHRR）和总热释放量（THR）分别下降了33.5 %和22.0 %,残炭量提高了12.5 %;ACFH主要发挥凝聚相阻燃效果,燃烧过程能促进PLA基体形成大量连续、致密的炭层,起到抑制氧气和热量扩散的阻隔作用。     

改性Al(OH)_3与苯乙基桥链DiDOPO协同阻燃环氧树脂研究

采用改性氢氧化铝(Al(OH)_3)与苯乙基桥链9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DiDOPO)对环氧树脂(EP)进行阻燃并制备阻燃环氧固化物。通过极限氧指数(LOI)、UL-94垂直燃烧测试、锥形量热仪(CCT)、热失重分析(TGA)对EP复合材料的阻燃性能、残炭微观结构、热稳定性能进行研究,并利用扫描电子显微镜(SEM)、热重-红外联用(TG-IR)研究Al(OH)_3与DiDOPO的协同阻燃机理。结果表明:Al(OH)_3与DiDOPO具有较好的协同阻燃作用,当Al(OH)_3与DiDOPO添加量均为12.5%时,EP固化物的LOI值高达30.1%,UL94级别为V-0级;在凝聚相中,Al(OH)_3燃烧颗粒向炭层表面富集,并与DiDOPO生成致密阻隔层,起到隔热和分离的作用,而DiDOPO在气相中发挥一定的阻燃作用,主要是磷的释放对火焰产生抑制作用。     

苯基次膦酸锌阻燃改性聚乳酸材料

采用共沉淀法合成了苯基次膦酸锌(ZnP)并对其进行表征,在此基础上通过熔融共混技术制备了一系列聚乳酸/苯基次膦酸锌(PLA/ZnP)复合材料,采用热重分析,极限氧指数测试（LOI）,UL 94垂直燃烧测试、微型量热(MCC)研究ZnP对复合材料热稳定性、阻燃性能以及燃烧性能的影响。研究表明,ZnP可以提高复合材料的热分解温度和成炭性,30 %（质量分数,下同）ZnP使得复合材料的分解温度相对于纯PLA上升8 ℃,750 ℃成炭率达到18.5 %;此外,ZnP可以提高复合材料阻燃性能,PLA/ZnP30的极限氧指数达到24.0 %,并通过UL 94 V-2级别,热释放速率峰值相对于PLA降低了24.9 %,有效提高了复合材料火灾安全性。     

PBT/TPU/DOPO-MA阻燃复合材料的制备及性能

通过使用9,10-二氢-9-氧杂-10-磷朵菲-10-氧化物（DOPO）和马来酸酐反应合成制备DOPO衍生物阻燃剂DOPO-MA，并且其结构使用傅里叶红外光谱分析（FTIR）和核磁共振氢谱分析（¹H NMR）技术进行表征。将阻燃剂与聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）和热塑性聚氨酯（TPU）熔融共混以制备PBT/TPU/DOPO-MA阻燃复合材料。通过运用锥形量热、UL-94、极限氧指数（LOI）、热重分析（TGA）、差热分析（DSC）和力学测试，研究了阻燃剂对复合材料的性能影响。测试结果表明，PBT/TPU/DOPO-MA复合材料具有良好的阻燃性能，加入10％DOPO-MA后，LOI从23.2增加到31.6，可达到UL-94 V-1等级，热释放率峰值（PHRR）和最大成热辐射速率（MAHRE）值降低；热重分析测试结果表明，添加DOPO-MA可以使得阻燃复合材料的热稳定性有显著的提高，当加入10％DOPO-MA后，残炭量可从6.87增加到14.36。此外，随着DOPO-MA含量的增加，阻燃复合材料的结晶度可得到一定的提高。     

金属化合物在膨胀阻燃PLA体系中的协同阻燃作用

通过熔融共混制备了一系列含有不同金属化合物的PLA/聚磷酸胺(APP)/超支化成炭剂(EA)/金属化合物阻燃复合材料,并通过极限氧指数(LOI)、垂直燃烧以及锥形量热测试对复合材料的阻燃性能进行了表征。结果表明,3种含锌金属化合物即3.5水硼酸锌、Zn O以及Zn Sn O3的加入不仅使PLA阻燃复合材料的LOI均提高至35%以上,而且在垂直燃烧测试中达到了UL 94 V–0级别。扫描电子显微镜结果显示,加入以上3种含锌金属化合物的复合材料的炭层连续、致密,呈现明显的闭孔发泡结构,该结构能够起到更好的隔热隔氧效果,从而提高复合材料的阻燃性能。在这3种含锌金属化合物中,含Zn O的复合材料在锥形量热测试中表现出最好的阻燃效果。     

磷系阻燃剂对PC/ABS共混物燃烧性能的影响

通过磷系阻燃剂(FR)阻燃聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(PC/ABS)共混物,制备阻燃材料,研究磷系阻燃剂对PC/ABS阻燃复合材料的燃烧行为和热稳定性的影响。通过UL94垂直燃烧测试、极限氧指数(LOI)测试、马弗炉测试等表征方法,对PC/ABS阻燃复合材料的燃烧行为进了系统的研究。结果表明,磷系阻燃添加量为15%时,PC/ABS阻燃复合材料能够达到UL94 V-2级,LOI的值为29.3%,高温时的残炭量由11.2%提高到20.8%。其中FR阻燃剂在高温下可以产生磷酸酯类黏稠难燃物质,能够有效地起到凝聚相阻燃作用,提高了PC/ABS共混物材料的阻燃性能,表现出良好的阻燃效果。     

一种磷-氮阻燃剂的合成及其在聚丙烯中的应用

采用高温高压溶液聚合法合成了一种新型磷-氮阻燃剂N-对苯二甲酸-N'-(N-亚磷酸-乙二胺)-乙二胺(IFR)。将制得的阻燃剂与聚磷酸铵(APP)进行复配,并与聚丙烯(PP)进行共混,制备了阻燃PP复合物。通过极限氧指数(LOI)测定、垂直燃烧实验(UL94)、热重分析(TG)测试对复合材料的阻燃性能和热稳定性进行了表征,并借助扫描电子显微镜(SEM)表征了残炭表面形态。结果表明,当添加9%IFR和21%APP时,PP/IFR/APP体系的极限氧指数达到最大,为28.8%,并通过了UL94 V-0级。在该比例下燃烧所形成的炭层呈现出膨胀的连续结构,可以很好覆盖于材料表面形成阻隔效果。这表明该阻燃剂与APP复配对PP具有良好的阻燃作用。     

改性赤泥协同膨胀型阻燃剂阻燃聚乙烯

以聚磷酸铵（APP）、季戊四醇（PER）和三聚氰胺（MEL）复配的膨胀型阻燃体系（IFR）为主要阻燃剂,表面改性后的赤泥（Ti-MRM）作为协效剂阻燃聚乙烯（PE）,采用熔融共混法制备PE基阻燃复合材料（PE/IFR-Ti-MRM）。通过热重分析仪（TGA）、垂直燃烧仪（UL-94）、极限氧指数测定仪（LOI）及扫描电镜（SEM）等对其热氧稳定性、燃烧等级、阻燃性能和残炭形貌进行了表征与分析。结果表明：加入改性赤泥的PE/IFR-Ti-MRM复合材料形成的炭层更加致密和连续,当最优配比时,复合材料的极限氧指数达到32.2,燃烧等级达到V-0级;而PE/IFR阻燃复合材料的极限氧指数只能达到27.5,燃烧等级为V-2级。     

DIDOPO与POSS/EG协同阻燃环氧树脂泡沫及机理研究

以对苯乙基桥链9,10⁃二氢⁃9⁃氧杂⁃10⁃磷杂菲⁃10⁃氧化物（DIDOPO）、聚甲基倍半硅氧烷（POSS）、膨胀石墨 （EG）为复配阻燃剂对环氧树脂（EP）泡沫进行阻燃改性,研究了复配阻燃剂对EP泡沫材料的阻燃效果和阻燃机理。结果表明,当DIDOPO/POSS=3∶1（质量比,下同）、DIDOPO/EG=1∶3时,复配阻燃体系的阻燃效果最佳;添加20 %（质量分数,下同） DIDOPO/POSS复配阻燃剂的加入可以使EP泡沫的UL 94测试达到V⁃0级; 添加20 %的 DIDOPO/EG复配体系可以使EP泡沫的极限氧指数（LOI）提高至30.8 %,UL 94测试达到V⁃0级;阻燃体系具有一定的抑烟效果。     

阻燃环氧树脂乳液的制备及其阻燃性能研究

通过反应性阻燃剂DOPO(9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物)和二乙醇胺对邻甲基酚醛环氧树脂进行接枝改性,然后用冰乙酸中和后制备得到阻燃环氧树脂乳液。研究反应温度、反应时间和催化剂用量等因素对DOPO接枝环氧树脂反应的影响;考察二乙醇胺用量、中和度等因素对环氧树脂水性化结果的影响;通过燃烧法、LOI值和热重表征制备得到阻燃环氧树脂乳液固化物的阻燃性能。结果表明,在催化剂三苯基磷用量为环氧树脂2.0%(wt),150℃条件下反应4 h为DOPO接枝改性的最优条件。二乙醇胺改性环氧树脂水性化开环率为25.0%,中和度为95.0%时,可以得到稳定性能优良的阻燃水性环氧树脂乳液。当树脂磷元素质量含量为3.0%时,其固化物LOI值可以达到39.2,700℃残碳率达到30.0%(wt),具有优良的阻燃性能。     

无卤阻燃PBT的制备与性能研究

以9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)和衣康酸(ITA)为原料合成了新型含磷阻燃剂9,10-二氢-10-(2,3-二羧基)丙基-10-磷杂菲-10-氧化物(DDPO),采用傅立叶变换红外光谱、核磁共振分析和元素分析对目的产物的结构进行了表征。将其用作阻燃剂与聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)熔融共混,制备了阻燃PBT/DDPO共混物。对PBT/DDPO共混物的阻燃性、热性能和机械性能进行了研究。结果表明:DDPO对PBT基体树脂有很好的阻燃和增强效果。随着DDPO的加入量的增加,PBT树脂的LOI增大,从纯PBT的21.0%增加到31.2%;当DDPO的含量为15%时,共混物的阻燃性即可达到UL-94 V-0级。DDPO的加入使PBT树脂的拉伸强度和弯曲强度得到明显改善。     

PLA/椰壳纤维阻燃复合材料的制备与性能研究

将椰壳纤维、环氧包覆型聚磷酸铵(EAPP)与聚乳酸(PLA)进行熔融共混,得到一种环境友好型PLA阻燃复合材料。通过燃烧实验、热重分析(TGA)、极限氧指数(LOI)测试和差示扫描量热分析(DSC),研究了EAPP及椰壳纤维的添加对PLA复合材料阻燃性能和结晶性能的影响。结果表明:EAPP与椰壳纤维具有良好的协同阻燃作用,成炭效果显著。当加入10%椰壳纤维以及20%的EAPP后,PLA复合材料的LOI可达34.6%,UL94测试通过V-0级。另外,EAPP的加入显著提高了PLA基体的结晶速率和结晶度,说明EAPP对PLA基体起到了异相成核剂的作用。     

可膨胀石墨/聚磷酸铵协同阻燃聚苯乙烯的研究

将可膨胀石墨(EG)与聚磷酸铵(APP)复配并添加至聚苯乙烯(PS)基体中,制备了PS/EG/APP阻燃复合材料。通过极限氧指数(LOI)、水平垂直燃烧(UL 94)测试,以及热重分析(TG)和扫描电镜分析(SEM)对PS/EG/APP阻燃复合材料的阻燃性能和热稳定性进行了检测,并优化了该材料配方。结果表明:复合阻燃剂EG/APP的加入,使得体系的LOI值与热稳定性均明显提高。其中当复合阻燃剂EG/APP的添加量为30 phr,且质量比为3:1时,阻燃体系的LOI值可达到31.8%,而单独添加同量EG或APP的阻燃体系,其LOI值仅为29%和20.8%,这说明EG与APP之间存在协同效应。     

含DOPO-Si环氧树脂的阻燃和力学性能影响机制研究

为抑制环氧树脂燃烧，文章将硅烷偶联剂与9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物（DOPO）进行反应，合成一种含硅、磷的新型阻燃剂（DOPO-Si），将阻燃剂通过共混或者接枝两种方式加入环氧树脂中，以提高环氧树脂的阻燃性。结果表明：以共混方式引入DOPO-Si，当添加5%的DOPO-Si时，复合材料可通过UL-94垂直燃烧的V-0级，极限氧指数（LOI）达到34.8%，拉伸强度可达70.5 MPa，比纯环氧树脂提高了22.6%。以接枝方式引入DOPO-Si，接枝率为5%时，环氧树脂固化物也可达到UL-94垂直燃烧的V-0级，LOI高达35.1%，但力学性能提升幅度不大。共混和接枝改性方式下，新型阻燃剂DOPO-Si均可提升环氧树脂阻燃性能，同时力学性能也有不同程度提升；但是与纯环氧树脂相比玻璃化转变温度均下降，其中共混方式下降的幅度要大于接枝方式，因此在实际应用中可依据实际需求灵活选取。     

三嗪膨胀阻燃聚乳酸的制备及其性能

将实验室自制的三嗪大分子成炭发泡剂(CFA)、聚磷酸铵(APP)及硅树脂复配成膨胀阻燃剂(IFR)添加到聚乳酸(PLA)材料中制备阻燃PLA(IFR-PLA)材料,通过极限氧指数(LOI)和垂直燃烧(UL-94)测试研究了材料的阻燃性能。通过热重分析(TGA)测试研究了材料的热降解行为和成炭性能,通过锥形量热(CONE)测试研究了材料的燃烧行为,并对其燃烧后残炭的形貌进行研究。结果表明:当APP与CFA的质量比为5∶1,IFR的添加量为15%时,IFR-PLA材料通过UL-94 V-0级,LOI值达33.5%。IFR的加入促进了PLA材料的降解和成炭,从而提高了材料的阻燃性能。     

阻燃PLA复合材料的制备及其阻燃性能研究

采用熔融共混技术,将二乙基次膦酸铝（ADP）引入聚乳酸(PLA)中,制备了一系列阻燃聚乳酸复合材料(FR-PLA)。在此基础上,采用热重分析、极限氧指数、UL 94垂直燃烧、微型量热测试研究了二乙基次膦酸铝对阻燃聚乳酸复合材料热稳定性、阻燃性能以及燃烧性能的影响。结果表明,ADP可以有效提高复合材料的阻燃性能,30 %（质量分数,下同）的ADP使得PLA/ADP30通过UL 94 V-0级别,极限氧指数达到31.6 %（体积分数,下同）; ADP使得阻燃PLA复合材料的初始分解温度降低,但明显提高复合材料的成炭性; ADP使得复合材料的热释放速率峰值明显下降,PLA/ADP30热释放速率峰值为290 W/g,相对于PLA下降37.1 %,明显降低复合材料的火灾危险性。     

硅氧烷处理纳米层状硅酸盐对膨胀阻燃聚乳酸性能的影响

采用4种经过不同表面处理剂改性的有机层状硅酸盐（Clay）与膨胀型阻燃剂复配阻燃聚乳酸（PLA）。通过熔融共混的方法制备阻燃PLA纳米复合材料,并通过极限氧指数、垂直燃烧、锥形量热测试和热失重分析对材料阻燃性能和热稳定性进行了研究,通过扫描电子显微镜对残炭形貌进行了分析。结果表明,加入经硅氧烷表面处理的Clay的PLA具有最好的热稳定性和阻燃性能;与不加Clay的阻燃PLA复合材料相比,极限氧指数从30.6 %提高至34.2 %,并且通过垂直燃烧UL 94 V-0级别,热释放速率峰值从283 kW/m2下降至199 kW/m2,下降幅度为30 %;残炭形貌分析结果显示,加入硅氧烷表面处理之后的Clay能够使残炭更加完整致密,从而提高了材料的阻燃性能。