含淀粉膨胀阻燃剂对聚丙烯的性能影响研究

采用淀粉与磷酸三聚氰胺复配成膨胀型阻燃剂,制备了膨胀阻燃聚丙烯(PP),利用热重分析法(TG)与差示扫描量热法(DSC)比较了纯PP和阻燃PP的热稳定性及成炭性,研究了阻燃剂对PP阻燃性能和力学性能的影响。结果表明,当阻燃剂用量为35份时,阻燃PP的拉伸强度为17.1 MPa,断裂伸长率为23.5%,弯曲弹性模量为1.62 GPa,弯曲强度为36.36 MPa,氧指数达到26%。     

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。     

改性聚磷酸铵对三嗪类膨胀阻燃聚丙烯性能的影响

由改性聚磷酸铵(APP)、自制的三嗪类成炭发泡剂(CFA)等复配制成膨胀型阻燃剂(IFR),以二氧化硅、二氧化钛等为协效剂阻燃聚丙烯(PP)。研究了不同组分的IFR及协效剂对阻燃PP复合材料阻燃性能、力学性能和耐水性能的影响。结果表明:改性APP的亲水性下降;由改性APP/CFA(4/1)、二氧化硅协效剂复配的PP复合材料阻燃性能、力学性能优良,助剂在PP基体中分散性好,热水浸泡后氧指数为32.5%,仍能达到UL94V—1级,失重率为2.92%。     

纳米镁铝复合阻燃剂在聚丙烯中的应用研究

以十二烷基硫酸钠(SDS)和磷酸酯(MAP)作为复配改性剂,制备了改性镁铝复合阻燃剂。将改性前后复合阻燃剂应用到聚丙烯(PP)体系中,研究了复合材料的阻燃性能和力学性能。结果表明,随着镁铝复合阻燃剂添加量的增多,体系的阻燃性能提高,UL-94阻燃等级达到V-0,但PP的力学性能如拉伸强度、断裂伸长率、冲击强度等会受到不同程度的影响。     

含硅成炭剂的合成及其在阻燃PP中的应用研究

以三聚氰氯、γ-氨丙基三乙氧基硅烷及对苯二胺为主要原料合成了一种含有机硅的三嗪类成炭剂（CA）,将其与多聚磷酸铵(APP)复配成膨胀型阻燃剂(IFR)用于聚丙烯(PP) 阻燃。研究了APP与CA的配比及用量对PP阻燃性能、力学性能和热稳定性能的影响。结果表明,阻燃改性后的PP具有良好的阻燃性能和力学性能;CA具有优良的成炭作用,含硅基团能够促进PP成炭,提高了PP的热稳定性,有效地抑制了PP的进一步燃烧;当APP/CA为3/1、复配阻燃剂添加量为28 %（质量分数,下同）时,阻燃 PP的极限氧指数为32.5 %,垂直燃烧达UL 94 V-0级。     

新型三嗪类复配阻燃剂对PP阻燃及力学性能的影响

研究了新型三嗪类复配阻燃剂(MPP/CA)对聚丙烯(PP)的阻燃作用。结果表明,当蜜胺聚磷酸盐(MPP)与三嗪成炭剂(CA)以质量比2∶1复配,添加量为25%时,对PP的阻燃作用最好,PP的氧指数达到最大,UL94等级为V-0。同时,随着阻燃剂添加量的增加,PP的缺口冲击强度及拉伸强度逐渐降低,而弯曲模量逐渐增加。通过热重(TG)和扫描电镜(SEM)表征,添加MPP/CA使得PP在燃烧时分解过程加快并生成更多的残炭量,形成致密、连续的膨胀炭层,有效阻止基体与空气热量的交换,从而达到阻燃作用。通过抗析测试,MPP/CA抗析出能力优于市售的阻燃剂。该阻燃剂属于无卤阻燃剂,符合当今阻燃剂发展的趋势。     

凹凸棒对聚丙烯/聚磷酸铵/季戊四醇复合材料阻燃性能及力学性能的影响

以聚丙烯为基体,多聚磷酸铵(APP)/季戊四醇(PER)/凹凸棒(ATP)为复配阻燃剂(其中APP/PER质量比为3:1),通过熔融共混的方法制备聚丙烯复合材料.采用透射电子显微镜(TEM)考察原土ATP的微观形貌和PP/APP/PER/ATP复合材料的阻燃性能及力学性能.实验结果表明:ATP与APP/PER对PP有协同阻燃作用.当ATP质量含量为2%,复配阻燃剂APP/PER/ATP总量为26%时,PP/APP/PER/ATP复合材料的氧指数为32%,拉伸强度比纯PP提高4.3%,冲击强度比纯PP也提高15.2%.     

环氧树脂包覆聚磷酸铵复配阻燃聚丙烯的制备及其热降解动力学研究

利用环氧树脂(EP)包覆聚磷酸铵(APP)复配得到无卤膨胀型阻燃剂(IFR),并对聚丙烯阻燃改性。利用扫描电镜(SEM)观察包覆的APP的形貌;使用热重分析仪和万能材料试验机对阻燃改性PP的性能进行了表征。结果表明:随着EP的质量分数增加,在APP表面形成的包覆层逐渐均匀变厚,使其疏水性增加,水溶解性降低。当EP的质量分数为5%至7%时,包膜较致密,复配得到的PP/IFR的阻燃性能显著提升的同时,材料的力学性能变化不大。阻燃剂的加入使得PP的反应活化能在不同阶段均有较大提升,且与膨胀型阻燃机制相符。     

高灼热丝阻燃玻纤增强聚丙烯的研究

采用双螺杆挤出机共混的方法分别制备了氮–磷膨胀型阻燃聚丙烯(PP)、溴–锑阻燃PP、氮–磷–溴–锑复配阻燃PP和氮–磷–溴–锑复配阻燃玻纤(GF)增强PP,通过力学性能测试、垂直燃烧测试、灼热丝燃烧测试、扫描电子显微镜和热重分析研究了阻燃PP的力学性能、阻燃性能和热性能。结果表明,不同阻燃体系阻燃PP的垂直燃烧等级均达到V–0级,灼热丝引燃温度均高于790℃;氮–磷–溴–锑复配阻燃剂的阻燃效果最优,其阻燃PP的灼热丝引燃温度可达850℃以上;添加10%的GF可有效提高氮–磷–溴–锑复配阻燃PP的力学性能,其拉伸强度、悬臂梁缺口冲击强度、弯曲强度和弯曲弹性模量分别为纯PP的1.59倍、1.56倍、1.93倍和1.88倍,同时灼热丝引燃温度仍在850℃以上,残炭率为23.6%。     

超疏水三嗪系膨胀阻燃剂的制备及其应用

采用硅树脂对三嗪系膨胀阻燃剂(IFR)进行表面包覆改性,并通过静态接触角测试对其进行了润湿性能表征。然后将改性前后的IFR分别添加到聚丙烯(PP)中制备了阻燃PP材料,并测试研究了该材料的阻燃性能、力学性能及耐水性。结果表明:当硅树脂的包覆量为5%时,改性IFR的接触角由改性前的0°上升到了151.3°,表现出超疏水性能。与未改性IFR阻燃的PP材料相比,由改性IFR得到的阻燃PP材料,其阻燃性能略有降低,但阻燃剂与聚合物的相容性以及阻燃PP的力学性能有所改善;同时阻燃PP的耐水性能显著提高,其阻燃剂的水抽出率大大降低。当阻燃剂添加量为20%时,未改性IFR阻燃的PP材料,其阻燃剂抽出率为3.71%,且耐水性测试后材料的阻燃性能明显下降;而改性IFR阻燃的PP材料,其阻燃剂抽出率仅为0.38%,且耐水性测试后材料的阻燃性能基本保持不变,表现出优良的耐水性能。     

丙烯酸改性卤锑阻燃PP的力学性能

在过氧化二异丙苯(DCF)存在或不存在条件下,制备了丙烯酸(AA)改性Sb2O3／聚丙烯(PP)母料、十溴联苯醚／PP母料及其相应的卤锑阻燃PP。研究了Sb2O3、十溴联苯醚和不同含量卤锑阻燃剂对PP力学性能的影响。结果表明,随Sb2O3含量增加,PP的拉伸和弯曲性能提高,缺口冲击强度降低。对于改性阻燃PP,无DCP时,加入AA有利于阻燃PP拉伸强度提高。但对其他力学性能影响不大。添加DCP提高了PP的弯曲强度。但AA用量高时,缺口冲击强度降低。AA改性阻燃PP的力学性能随着DCP用量增加而降低,尤其缺口冲击强度。退火处理使阻燃PP力学性能提高。     

环保型阻燃增强聚丙烯的研制

以氮-磷系阻燃剂,马来酸酐接枝聚丙烯（PP-g-MA）与阻燃用有机改性纳米蒙脱土（ONMMT-FR）的母粒作相容剂和阻燃协效剂、玻璃纤维增强剂,对聚丙烯（PP）进行阻燃增强改性,制得的纳米复合材料阻燃性达到UL-94 V-0级（1.6 mm）,且低烟,无熔滴,拉伸强度40.8~41.5 MPa,弯曲强度68.2~70.5 MPa,缺口冲击强度8.48~8.95 kJ/m2,热变形温度159~160℃（0.45 MPa下）。     

氧化锌催化膨胀型阻燃剂对PP阻燃及力学性能的影响

研究了氧化锌催化膨胀型阻燃剂(APP/PER)对PP阻燃和力学性能的影响。研究表明,当APP/PER质量比为20/10,ZnO的质量分数为1．3%时,阻燃PP的LOI值达到最大；同时阻燃PP的拉伸强度和冲击强度比不含ZnO的PP有所提高。TG结果表明,ZnO的加入使阻燃PP燃烧时降解过程加快并生成更多的剩炭,形成稳定的保护层,从而提高了PP的阻燃效果。SEN的形貌观察表明,加入ZnO的试样燃烧炭膜孔径较小、孔膜较厚。     

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。     

MPP无卤阻燃聚丙烯纤维的辐照改性研究

采用自制季戊四醇螺环磷酸酯双蜜胺盐(MPP)无卤阻燃剂与聚丙烯(PP)进行共混纺丝,制备了无卤阻燃PP纤维,采用低能电子辐照对无卤阻燃PP纤维进行改性,并对MPP的结构、PP纤维的力学性能及阻燃性能进行了表征。结果表明:自制MPP为预期结构;随着MPP含量的增加,PP纤维的极限氧指数(LOI)增大,但其断裂强度有所下降;MPP质量分数为8%时,纤维断裂强度为6.02 cN/dtex,LOI为24.5%;随低能电子辐照量的增大,MPP质量分数8%的阻燃PP纤维的LOI大幅度增加;当电子辐照量为200 kGy时,阻燃PP纤维的LOI为33.8%,断裂强度为3.08 cN/dtex,起始分解温度和残炭率比纯PP纤维均有较大幅度增加,燃烧形成连续致密的炭层。     

丙涤共混阻燃纤维在熔纺过程中热稳定性表征方法的研究

本文研究了由聚丙烯(PP)、聚酯(PET)、共聚酯(PET-A)、Br-Sb-P复合阻燃剂以及复合热稳定剂组成的多元共混体热稳定和阻燃稳定的关系,进而确定了表征这种多元共混体系热稳定性的方法。结果表明,以复配造粒好的丙涤共混阻燃切片为取样材料,在空气中的热失重为重1％时的温度定名为起始分解温度未表征丙涤共混阻燃切片的热稳定性是科学的。     

Improving the flame retardancy of polypropylene by nano metal–organic frameworks and bioethanol coproduct

In this work, a novel flame retardant system based on nano zeolitic imidazolate framework‐8 (ZIF‐8) and the distiller's dried grains with solubles (DDGS) without traditional flame retardants has been designed and blended with polypropylene (PP) to prepare the green flame retarded composites. The influences of nano ZIF‐8 and DDGS on mechanical properties and flame retardancy of PP are studied. The results indicate that combination of nano ZIF‐8 and DDGS improves the mechanical properties of PP, and the tensile strength of the composites containing 29 wt% of DDGS and 1 wt% of nano ZIF‐8 reaches 34.0 MPa compared with 24.7 MPa of pure PP. The limiting oxygen index (LOI) of the composites containing 27 wt% DDGS and 3 wt% of nano ZIF‐8 is about 25.0% compared with 17.5% of pure PP. Besides, its horizontal burning velocity also decreases significantly. The char residues after burning of the PP composites are analyzed, and the mechanism is discussed in detail.     

哌嗪基和乙二胺基三嗪成炭剂合成及性能比较

通过合成产率及阻燃性能测试对哌嗪基和乙二胺基三嗪成炭剂的合成及性能进行了比较研究。结果表明:和哌嗪基成炭剂相比,乙二胺基成炭剂的水溶性较大,氯质量分数较高,产率较低;哌嗪基成炭剂的热稳定性和阻燃效果好于乙二胺基成炭剂的。当哌嗪基成炭剂与聚磷酸铵(APP)复配的膨胀型阻燃剂质量分数为28%时,聚丙烯(PP)的阻燃级别可通过V-0级;而乙二胺基成炭剂与APP复配的膨胀型阻燃剂质量分数为28%时,阻燃PP燃烧过程中有滴落,其阻燃级别仅达到V-1级。     

有机化坡缕石黏土-膨胀型阻燃聚丙烯复合材料的制备及性能

制备了优异阻燃性能(LOI36%)兼具良好力学性能的膨胀型阻燃聚丙烯复合材料OPGS/PA-APP/PP。将有机化坡缕石黏土引入到哌嗪-多聚磷酸铵(PA-APP)膨胀型阻燃(IFR)聚丙烯(PP)复合材料中,通过极限氧指数(LOI)、垂直燃烧(UL-94)、热重分析法(TGA)、扫描电子显微镜(SEM)、通用电子万能试验机研究了有机化坡缕石黏土添加量对PA-APP阻燃聚丙烯复合材料阻燃性能和力学性能的影响。结果表明,添加质量分数为2%的有机化坡缕石黏土提高了该复合材料的阻燃性能和力学性能。此外,所制备样品经垂直燃烧测试可达到阻燃V-0级别。实验证明,有机化坡缕石黏土在膨胀型阻燃聚丙烯复合材料中具有明显的协效阻燃作用。