APP对硬质聚氨酯-酰亚胺泡沫泡孔结构及力学性能的影响

采用聚酰亚胺(PI)预聚法,合成由聚磷酸铵(APP)阻燃的硬质聚氨酯-酰亚胺泡沫塑料。分析了APP添加量对泡孔结构、泡沫结构参数、力学性能的影响以及三者之间的关系,并通过幂次法则建立起压缩性能、冲击性能与泡沫密度之间的关系。结果表明:随着APP添加量的增加,硬质聚氨酯-酰亚胺泡沫塑料的泡孔孔径和冲击强度减小,而泡沫密度、压缩强度和压缩模量均增大;冲击强度、压缩强度、压缩模量与泡沫密度之间的密度指数分别为-1.688、1.062和0.934;冲击性能和压缩性能与泡孔结构和孔隙率有密切关系。     

TMM的合成及TMM/APP对PUI泡沫阻燃性能的影响

以三聚氰胺和甲醛溶液为原料,合成了三羟甲基三聚氰胺(TMM),并将其与聚磷酸铵(APP)作为复配阻燃剂,采用聚酰亚胺预聚法制备了阻燃聚氨酯–酰亚胺(PUI)泡沫塑料。分析了TMM/APP对PUI泡沫塑料极限氧指数(LOI)、烟密度等级和炭层形貌的影响。结果表明,合成的TMM有较高的残炭率和最大热失重温度;随着TMM/APP用量的增加,泡沫的LOI增大,烟密度降低,当TMM与APP配比为1∶3时LOI最高可达31.2%;TMM能改善泡沫炭层多孔的缺点。     

EG/DMMP阻燃聚氨酯酰亚胺泡沫塑料的研究

采用极限氧指数、拉伸试验机和扫描电子显微镜对可膨胀石墨(EG)和甲基膦酸二甲酯(DMMP)复配阻燃聚氨酯酰亚胺泡沫塑料(PUI)的阻燃性能、表面炭层形貌及力学性能等进行了研究。结果表明,阻燃剂添加量相同时,复配阻燃体系的极限氧指数值高于EG单独阻燃PUI,PUI/EG/DMMP体系的极限氧指数值由18.6 %提高至33.4 %;EG/DMMP的复配,减少了对泡孔结构的破坏,PUI/EG/DMMP燃烧后能生成更加连续和致密的炭层;阻燃剂添加量相同时,与EG单独阻燃PUI相比,EG/DMMP复配减少了对压缩性能的损害。     

聚氨酯-酰亚胺弹性体的合成及其性能研究

以PTMG、MDI、MDA以及溶于NMP的PMDA为原料,合成了酰亚胺含量不同的聚氨酯-酰亚胺(PUI)。用FTIR、AFM、DSC和TGA分析方法表征聚氨酯-酰亚胺的形态结构,并进行力学性能的测试。实验结果表明,合成的PUI分子分布均匀,耐溶剂性能和耐热性能明显改善,拉伸强度随着酰亚胺含量的增加而增大,断裂伸长率则随之先增大后下降。     

水滑石/钴沸石复合阻燃聚氨酯保温材料的制备和性能研究

在聚醚多元醇中加入水滑石(LDHs)和钴沸石协效剂,与多苯基多亚甲基多异氰酸酯反应制备阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料(RPUF)。讨论了水滑石与钴沸石协效剂对阻燃保温材料微观结构、导热系数、力学性能、极限氧指数和热性能的影响。结果表明,RPUF复合材料中填料均匀分散;当水滑石质量为16份、钴协效剂质量为14份时,RPUF的保温性能、阻燃性能、力学性能和热稳定性能达到最优,导热系数为0.024 W/(m·K),密度为47 kg/m~3,压缩强度为183 kPa,极限氧指数达到41.4%,初始热分解温度提高到了276℃。     

磷氮协效阻燃水性聚氨酯的阻燃机理研究

通过热重分析,结合热分解动力学计算对磷氮协效阻燃水性聚氨酯的阻燃机理进行了研究。结果表明,含N,N-双(2-羟甲基)氨基乙基膦酸二甲酯(BHAPE)的水性聚氨酯具有良好的阻燃效果,在BHAPE质量分数为15%时,聚氨酯的氧指数达到30.4。阻燃水性聚氨酯表现出典型的凝聚相阻燃机理,BHPAE的添加没有改变聚氨酯硬段的分解机理;改性后的聚氨酯软段热分解机理函数是幂函数,其热分解模型是一维相边界反应。扫描电镜照片可见,聚氨酯表面形成致密炭层,起到隔氧隔热、抑烟的作用,从而发挥阻燃性能。     

纳米SiO_2对MPP/PEPA阻燃PP性能的影响

采用多聚磷酸蜜胺(MPP)和笼状季戊四醇磷酸酯(PEPA)为复配阻燃剂,制备了无卤阻燃聚丙烯(PP)。研究了MPP/PEPA质量比和纳米SiO2用量对PP复合材料阻燃性能和力学性能的影响。结果表明:当MPP:PEPA=3:2时,协效阻燃效果最好,添加少量的纳米SiO2即可提高PP复合材料的阻燃和力学性能;当MPP、PEPA、纳米SiO2添加量分别为12%、8%和1%时,阻燃PP的氧指数达28.5%,并具有较好的力学性能。TGA和EDX结果表明:添加少量纳米SiO2可以催化MPP/PEPA间的酯化反应,促进PP复合材料成炭,保留更多的磷。SEM分析表明:添加少量的纳米SiO2可稳定炭层和加固泡孔,增强炭层隔热隔氧的能力。     

纳米蒙脱土增强聚氨酯-异氰脲酸酯材料研究

采用原位插层聚合法制备了纳米蒙脱土(nano-MMT)增强聚氨酯-异氰脲酸酯(PUI)材料,考察了PUI聚合物基础配方及其nano-MMT用量对材料性能的影响。结果表明:使用碳化二亚胺改性的MDI和相对分子质量为2000的聚醚二醇为原料、催化剂DMP-30的质量分数为2.5%、n(NCO)/n(OH)为10∶1、nano-MMT质量分数为3%时,nano-MMT/PUI材料的力学性能和热稳定性都得到显著提高,综合性能最优。     

复合阻燃剂阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料的性能研究

制备了复合阻燃剂阻燃硬质聚氨酯(PUR-R)泡沫塑料,研究了复合阻燃剂甲基膦酸二甲酯(DMMP)、三(2-氯异丙基)磷酸酯(TCPP)、可膨胀型石墨(EG)和氢氧化铝(ATH)对PUR-R泡沫塑料阻燃性能的影响,采用正交试验确定了复合阻燃剂的最佳配比。用极限氧指数(LOI)测定仪、烟密度测定仪和万能试验机测定了阻燃PUR-R泡沫塑料的LOI、烟密度等级和压缩强度,结果表明,当DMMP,TCPP,EG,ATH的质量比为2∶2∶3∶3时,在25份聚醚多元醇中添加12份复合阻燃剂,制备的阻燃PUR-R泡沫塑料的LOI达26.3%,烟密度等级为77.63,压缩强度为0.18 MPa,阻燃PUR-R泡沫塑料具有良好的综合性能。     

可膨胀石墨/聚磷酸铵协效阻燃PUI泡沫塑料研究

通过添加可膨胀石墨(EG)和聚磷酸铵(APP)单组分阻燃剂及其复配阻燃剂,制备了聚氨酯–酰亚胺(PUI)泡沫塑料阻燃体系,并对其阻燃性能、热性能、表面碳层形貌及力学性能等进行了研究。结果表明,在相同阻燃剂添加量下,复配阻燃体系的极限氧指数(LOI)值高于单一阻燃剂阻燃体系,PUI/EG/APP体系的LOI值由18.6%提高至30.9%。热失重分析表明EG和APP间的相互作用导致了PUI/EG/APP体系在高温阶段的热降解速率下降,残炭率显著上升。扫描电镜分析表明PUI/EG/APP体系在燃烧后能生成更加连续和致密的炭层。在相同阻燃剂添加量的情况下,EG/APP复配使用能够减少EG对PUI压缩性能的损害。