增韧改性阻燃聚丙烯的制备以及性能研究

将多聚磷酸铵、季戊四醇、三聚氰胺及有机化蒙脱土通过160℃预混制备了膨胀型阻燃剂(IFR),马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)为增容剂,选用SBS、EVA、CPE、MBS分别对PP进行增韧改性,采用熔融插层法制备了阻燃聚丙烯(FRPP)。利用了TGA、LOI、SEM和力学性能测试等研究了不同种类的增韧剂和不同OMMT含量对阻燃PP的热稳定性能、阻燃性能、力学性能的影响。结果表明:加入IFR,PP的极限氧指数由17%升为31%,其中CPE体系的极限氧指数达到31%;体系的起始分解温度由纯PP的440.8℃升高到459.5℃,600℃的残炭率比纯PP提高15%以上。SBS的加入,使体系韧性改善最明显,其中OMMT对SBS增韧体系的拉伸强度有改善,对其他增韧体系反而降低拉伸强度。综合FRPP性能,采用SBS为体系的增韧剂,添加1phr OMMT,可以在提高体系的韧性同时,阻燃性能和拉伸性能可以得到进一步的改善。     

阻燃PP/CPE/OMMT的制备以及性能研究

采用熔融插层法制备了综合性能优良的阻燃聚丙烯(FRPP)。通过LOI、TGA、SSEM对材料的阻燃性能、热稳定性能、力学性能和冲击断面形貌等进行了分析.结果表明:加入CPE的FRPP的极限氧指数由28升至32;CPE的加入,冲击强度比纯PP提高了20%以上;加入IFR,PP的极限氧指数由17升至32,起始分解温度比纯PP高出18.7℃;OMMT的加入可以提高体系的成炭率;添加的少量的OMMT,对于体系的韧性的提高有明显的促进作用,但是OMMT的添加对体系的拉伸性能没有帮助。     

蒙脱土/IFR/PP复合材料的制备及其性能研究

通过对聚丙烯(PP)进行改性,探讨在加入无卤膨胀型阻燃剂(IFR)后,再加入不同比例的纳米有机蒙脱土(OMMT)条件下,对于聚丙烯(PP)在阻燃性能,力学性能,以及微观形态上产生的影响。通过极限氧指数(LOI)、垂直燃烧、SEM图像、红外和热重分析以及力学性能测试等,研究MMT对以聚丙烯和IFR为基体的材料的阻燃特性和力学性能的影响。实验结果表明:蒙脱土加入以IFR与聚丙烯复合的基体当中,其自身并未与材料形成插层结构,并且使得IFR原有的膨胀性受到抑制,材料的氧指数下降,成炭作用降低,整体的阻燃效果下降;但是蒙脱土的加入又使得材料的热稳定性提高,耐热性变好。蒙脱土在材料当中作为应力集中点,导致材料的内应力加大,力学性能变差。     

三嗪类成炭剂的合成及对聚丙烯的阻燃

以三聚氯氰、二乙醇胺和乙二胺为原料,设计并合成了一种新型三嗪类成炭剂(CA),将其与聚磷酸铵(APP),三聚氰胺(MA)复配成膨胀型阻燃剂(IFR),并用其对聚丙烯(PP)进行阻燃.使用混料设计的方法研究了CA对阻燃PP体系的阻燃性能和力学性能的影响.结果表明.所复配的IFR极大地改善了PP的阻燃性能.当IFR是由80.3%(质量分数,下同)的APP、13.0%的MA和6.7%的CA组成时,IFR对PP体系具有最有效的阻燃性.当PP中IFR加入量为30%时,阻燃PP体系的的极限氧指数(LOI)达到35.5%;当IFR加入量仅为25%时,阻燃PP体系的的阻燃性能也通过UL-94 V-0级,LOI值达到32.5%.     

氢氧化镁在膨胀阻燃聚丙烯体系中的协效作用研究

以膨胀型阻燃剂(IFR)作为聚丙烯(PP)的主要阻燃剂制备了IFR/PP(20/100)阻燃体系,在此基础上,将氢氧化镁(MH)和IFR进行复配,利用氧指数、力学性能测试、热重分析、锥形量热等方法考察了MH在IFR阻燃PP中的阻燃增效作用。研究结果表明:IFR/MH/PP质量比为18:2:80时,材料能够较好地保持力学性能且氧指数最大可达31.6%;IFR/MH/PP比IFR/PP体系在热释放、烟气、CO和CO_2排放指标上数值更低,热稳定性增加,成炭率更高,材料更难点燃,火灾性能指数(FPI)提高,阻燃性能优异,火灾蔓延指数(FGI)减小,火灾危险性降低。     

IFR与MMT协同阻燃PP的性能研究

本实验通过对聚丙烯(PP)进行改性,探讨在加入无卤膨胀型阻燃剂(IFR)后,再加入不同比例的蒙脱土(MMT)条件下,对于聚丙烯(PP)在阻燃性能,力学性能,以及微观形态上产生的影响。通过氧指数、垂直燃烧、SEM图像、红外和热重分析以及力学性能测试等,研究MMT对以聚丙烯和IFR为基体的材料的阻燃特性和力学性能的影响。实验结果表明:蒙脱土加入以IFR与聚丙烯复合的基体当中,其自身并未与材料形成插层结构,并且使得IFR原有的膨胀性受到抑制,材料的氧指数下降,成炭作用降低,整体的阻燃效果下降;但是蒙脱土的加入又使得材料的热稳定性提高,耐热性变好。蒙脱土在材料当中作为应力集中点,导致材料的内应力加大,力学性能变差。     

PP/IFR/水滑石阻燃复合材料的研究

通过极限氧指数(LOI)测定、垂直燃烧试验和锥型量热分析,研究了结晶性聚磷酸铵(APP)和三嗪成炭剂组成的膨胀型阻燃剂(IFR)对聚丙烯(PP)的阻燃作用,并考察了复合水滑石和对IFR的表面处理对阻燃PP的阻燃性能、热稳定性和力学性能的影响。结果表明:该IFR对PP具有良好的阻燃作用,当APP与三嗪成炭的质量比为3∶1,IFR质量分数为20%时,阻燃PP的LOI就达28.0%,阻燃等级达V-0,复合少量水滑石并对IFR进行表面处理不影响复合材料阻燃性能,但改善了阻燃PP的热稳定性和力学性能。     

MWNT对长玻纤增强PP/膨胀阻燃剂体系性能的影响

用熔融共混法制备了长玻纤增强聚丙烯/膨胀阻燃剂/多壁碳纳米管(LGFPP/IFR/MWNT)复合材料。通过极限氧指数、垂直燃烧测试、热失重分析、力学性能测试等手段研究了MWNT对LGFPP/IFR的阻燃性能、热性能和力学性能的影响。结果表明,MWNT的加入提高了LGFPP/IFR阻燃体系的阻燃性能,在LGFPP/IFR阻燃体系中添加1%MWNT后,LGFPP/IFR/MWNT复合材料的氧指数提高到23.5%;MWNT可显著增加LGFPP/IFR的热稳定性,添加1%MWNT可使LGFPP/IFR热分解起始温度提高12.34℃;MWNT的加入还提高了LGFPP/IFR阻燃体系的力学性能,在LGFPP/IFR阻燃体系中添加1%MWNT后,LGFPP/IFR/MWNT复合材料的拉伸强度、弯曲强度和冲击韧性分别提高了5.7%、12.7%和1.0%。     

新型磷-氮膨胀阻燃剂在改性聚丙烯中的应用研究

采用自制干法合成的磷-氮膨胀型阻燃剂(磷酸酯三聚氰胺盐,IFR)复配聚磷酸胺(APP)和聚四氟乙烯(PT-FE)阻燃改性聚丙烯(PP),利用极限氧指数法、垂直燃烧法分析了阻燃PP的燃烧性能,通过热重分析仪、傅里叶变换红外光谱仪、扫描电子显微镜和X射线光电子能谱对阻燃PP的热降解过程、燃烧性能、残炭结构进行了分析,并研究了燃烧过程中复配阻燃体系对PP的阻燃机理。结果发现,IFR、APP和PTFE之间具有明显的阻燃协效作用;当阻燃剂总添加量为24%(APP为6%、IFR为17.5%、PTFE为0.5%)(质量分数)时,阻燃PP的极限氧指数达到30.1%,垂直燃烧测试达UL 94V-0级;加入阻燃剂还能提高PP的热稳定性。     

微胶囊化膨胀阻燃剂及膨胀阻燃聚丙烯性能的研究

通过微胶囊化技术合成了新型磷氮体系无卤膨胀型阻燃剂(IFR),采用IFR提高聚丙烯(PP)的阻燃性能。运用扫描电子显微镜、氧指数仪和垂直燃烧仪等对IFR阻燃PP体系的表面形态和性能进行分析。结果表明,聚磷酸铵经包覆后粒度增大;当IFR的质量分数达到30%左右时,PP/IFR体系可以获得良好的阻燃效果,其氧指数达到32%,燃烧等级为FV-0级,抑烟效果较明显;力学性能下降不大;断裂面形态良好。     

不饱和聚酯树脂微胶囊化聚磷酸铵对阻燃聚丙烯性能的影响

利用微胶囊化技术合成了新型磷氮体系无卤膨胀型阻燃剂IFR,用于聚丙烯（PP）阻燃改性。考察了阻燃剂IFR中聚磷酸铵（APP）用不饱和聚酯树脂（UPR）的微胶囊包覆效果以及UPR的用量对阻燃PP的阻燃性、耐水性、力学性能和成炭性等的影响。结果发现随着包覆层UPR用量的增加,阻燃PP的氧指数略微增大,耐水性有所改变,力学性能下降变化幅度不大,成炭性变弱。但当UPR包覆量为5％时,对PP的阻燃、耐水以及成炭效果都比较良好。     

新型膨胀型阻燃剂阻燃聚丙烯的研究

以五氧化二磷、磷酸、季戊四醇和三聚氰胺为原料,合成了一种新型的膨胀型阻燃剂（IFR）并和聚磷酸铵（APP）聚四氟乙烯（PTFE）复配对聚丙烯（PP）进行阻燃,用热重法（TG）对阻燃PP的热性能进行了研究,利用氧指数仪测定了阻燃PP的极限氧指数（LO I）值,用垂直燃烧法测试了其燃烧等级,当阻燃剂含量为24%时,LO I值为30.9%。用锥形量热仪对阻燃PP的燃烧性能进行了分析,并用扫描电镜（SEM）对阻燃聚丙烯（FR-PP）的残炭结构进行了研究,结果表明,该复配阻燃剂能够促进PP的成炭性,具有优良的阻燃PP性能。     

PP/LGF复合材料的膨胀性阻燃与协效阻燃性能

采用膨胀型阻燃剂(IFR)及协效剂海泡石(SP)对长玻璃纤维增强聚丙烯(PP/LGF)复合材料进行阻燃,通过双螺杆挤出机制备了PP/LGF母粒,IFR母粒和SP母粒,然后将这3种母粒通过注塑机制备了PP/LGF/IFR/SP复合材料,通过极限氧指数(LOI)、垂直燃烧测试、锥形量热仪、热重分析、扫描电子显微镜、力学性能测试等表征PP/LGF各阻燃复合体系的性能。结果表明,当IFR质量分数为22%时,PP/LGF/IFR阻燃复合材料的LOI为28.8%,且垂直燃烧等级达到V–0级;锥形量热仪测试结果表明加入IFR及SP后阻燃复合体系的第一热释放速率峰值降低,而第二热释放速率峰消失;SP质量分数为1%,IFR质量分数为21%的PP/LGF/IFR/SP阻燃复合材料LOI为29.6%,垂直燃烧等级达到V–0级,热释放速率峰值和总热释放量得到有效降低,热稳定性最好,且燃烧时产生致密的炭层覆盖于玻璃纤维表面,同时加入1%SP后复合材料的力学性能下降幅度相对较小。     

超声协助蒙脱土分散于聚磷酸铵阻燃聚丙烯的研究

阻燃剂能够增强聚丙烯（PP）的阻燃性能,但也会降低其力学性能,因此对阻燃剂进行改性以改善聚丙烯的力学性能显得至关重要。以传统的膨胀型阻燃剂（IFR）[由聚磷酸铵（APP）、季戊四醇（PER）、三聚氰胺（MA）组成]为PP阻燃。在合成APP过程中引入有机蒙脱土（OMt）。APP围绕OMt形成,剥离OMt使其能够较好地分散在阻燃剂中。为使OMt更好地分散在阻燃剂中,在磷酸氢二铵（DAP）、尿素（UREA）溶液中加入OMt,之后对溶液进行超声处理,蒸干后形成DAP-UREA-OMt与五氧化二磷反应生成APP。在PP中添加改性阻燃剂,有助于PP材料阻燃性能的提升与减缓力学性能的下降。当阻燃剂添加量为30%（阻燃剂添加量占总质量的质量分数）时,PP/IFR_APP/OMt复合材料的氧指数达到29.8%,通过V-0测试,拉伸强度为22.0 MPa,高出传统方法0.7 MPa。     

低卤协同阻燃SBR燃烧性能和热失重行为的研究

以丁苯橡胶（SBR）为主体材料,利用十溴二苯乙烷（DBDPE）、三氧化二锑（Sb2O3）、膨胀阻燃剂（IFR）和氢氧化铝（Al（OH）3）/红磷（P）复配制备了阻燃SBR。利用氧指数仪（LOI）、垂直燃烧试验仪（UL-94）、锥形量热仪（CONE）和热重分析仪（TG）研究了阻燃SBR的燃烧性能和热失重行为。结果表明,加入40份DB-DPE/Sb2O3/IFR、DBDPE/Sb2O3/Al（OH）3/P和DBDPE/Sb2O3/IFR/Al（OH）3/P阻燃体系,使SBR的LOI分别达到23%,25%,27%,PHRR值分别下降到564,747,536kW/m2,DBDPE/Sb2O3/IFR/Al（OH）3/P阻燃体系阻燃效果最好,具有低卤高效的阻燃性能;热失重研究表明,空气气氛下,在500℃时,DBDPE/Sb2O3与Al（OH）3/P不会发生反应,独立阻燃;在800℃时,SBR/DBDPE/Sb2O3/IFR/Al（OH）3/P阻燃SBR残炭量最高,说明随着温度的升高,阻燃剂之间逐渐发生反应,协同阻燃,有效地促进成炭,从而提高了试样的阻燃性能。     

六苯氧基环三磷腈的合成及其在PP中的应用研究

以六氯环三膦腈和苯酚钠为原料制备了六苯氧基环三磷腈（PCPZ）,产物收率高于97％,纯度达99％以上,利用高效液相色谱（HPLC）、傅立叶红外光谱（FT—IR）31P核磁共振（叫PNMR）和‘H核磁共振（’HNMR）表征产物并确定其分子结构。将合成的PCPZ和焦磷酸蜜胺盐（MPP）、三聚氰胺（MA）、助剂（AA）复配成膨胀型阻燃剂（IFR）,并添加到聚丙烯（PP）中制备成阻燃聚丙烯（PP）。利用MINITAB软件的混料设计功能研究了复配IFR对阻燃PP体系的阻燃性能和力学性能的影响。结果表明,阻燃效果较好的IFR配方：PCPZA8．6％、MPP25．0％、MA12．5％和AA13．9％,IFF添加量为30％时,IFR—PP的LOI为33％,通过UL94V-0级测试,拉伸强度为25．98MPa,断裂伸长率为230％,缺1：7冲击强度为4．72kJ／m。。     

超支化三嗪成炭剂阻燃聚丙烯

将自制的超支化三嗪成炭剂（CFA）与聚磷酸铵（APP）以1∶1的比例复配成膨胀型阻燃剂（IFR）,用于聚丙烯（PP）的阻燃。采用冲击实验、拉伸实验、极限氧指数仪、垂直燃烧（UL 94）和扫描电子显微镜 (SEM)等方法表征了PP阻燃复合材料的力学性能、阻燃性能,分析了断面形貌。结果表明,添加阻燃剂后,冲击强度呈先增加后降低的趋势,拉伸强度则随着阻燃剂含量的增加不断下降,但降幅不明显;含有15 % IFR的阻燃复合材料,其垂直燃烧等级即可通过UL 94 V-0级测试,显示出复合IFR具有优秀的阻燃效果。     

膨胀型阻燃剂/二乙基次磷酸铝阻燃改性不饱和树脂基复合材料

采用密胺包覆聚磷酸铵（APP）、季戊四醇（PER）和三聚氰胺（MEL）作为膨胀型阻燃剂（IFR）对不饱和树脂（UP）进行改性,研究了APP、PER和MEL不同复配比例及用量对不饱和树脂基复合材料阻燃性能和力学性能的影响。基于IFR最佳用量,以二乙基次磷酸铝（ADP）为协效剂,研究了ADP用量对IFR/UP阻燃复合材料阻燃性能、力学性能及热稳定性的影响。结果表明,当APP∶PER∶MEL复配比例为4∶1∶1,IFR添加量为15 %（质量分数,下同）时,复合材料综合性能最佳,其极限氧指数为27.4 %,UL 94垂直燃烧达到V?1等级,弯曲强度和冲击韧性分别为100.3 MPa和6.3 kJ/m²;ADP的引入能够进一步提高IFR/UP复合材料阻燃性能,且随着ADP质量分数的增加而增强;当ADP质量分数为2 %时,IFR?ADP/UP复合材料极限氧指数为28.5 %并达到V?0阻燃等级,弯曲强度和冲击韧性分别为110 MPa和7.8 kJ/m²,与IFR/UP复合材料相比,分别提高了9.7 %和23.8 %;ADP能够促进IFR/UP复合材料表面成炭,缓解基体的热降解。