两段膨缩型阻燃剂对ABS材料的应用

聚磷酸铵-聚对苯二甲酰乙二胺(APP-PETA),聚磷酸铵-聚对苯二甲酰己二胺(APP-PA6T)和聚磷酸铵-聚对苯二甲酰对苯二胺(APP-PPTA)膨胀阻燃体系在添加量为30％或者更多的时候,对ABS材料有良好的阻燃效果,但是一旦添加量少于30％,这3个体系就无法使ABS保持良好的阻燃性.为了提高这类膨胀阻燃剂的阻燃效率,在这类阻燃体系中引入第二酸源红磷,通过分析其阻燃效果和残炭红外后,选择PETA和PPTA 2种酰胺作为成炭剂,APP和红磷作为酸源,组成双阶膨胀阻燃剂.双阶阻燃剂对ABS有良好的阻燃效果,30％的添加量能使树脂氧指数达到34并通过V-0级测试,20％时仍可以使材料保持27的氧指数并通过V-0级测试.残炭红外分析显示,双阶阻燃剂内部有协效反应,可以使得阻燃作用时间延长.碳层宏观形貌显示阻燃剂有膨胀和收缩过程两段,第二段能使碳层更致密.阻燃ABS完全燃烧残留层SEM图显示,30％和20％的共混阻燃剂可以形成均匀致密的碳层保护层,给予ABS良好的阻燃性能.     

半芳香族聚酰胺成炭剂的合成与应用

采用对苯二甲酰氯与丙二胺通过低温溶液法合成了一种半芳香族聚酰胺(PPTA)成炭剂,研究了反应温度、反应时间、单体摩尔比等因素对产物产率和比浓黏度的影响。确定了PPTA的最佳合成工艺:预聚温度0℃,单体摩尔比(丙二胺∶苯二甲二酰氯)1.05∶1,助溶盐CaCl2用量4 g/100 mL溶剂,单体浓度0.7 mol/L,聚合时间4 h。用傅里叶红外、核磁共振氢谱和热失重分析方法对产物进行了表征。探讨了以PPTA为碳源,聚磷酸铵(APP)为酸源的膨胀型阻燃体系(IFR)对ABS的成炭阻燃效应。结果表明,PPTA的热分解性能与ABS的分解温度较为匹配,可显著提高ABS/APP阻燃体系在高温下的残炭量和阻燃性能。SEM形貌显示PPTA的加入能促进阻燃体系在燃烧后表面形成均匀、致密的炭层结构。     

ABS/PA6合金的无卤膨胀性阻燃研究

以聚磷酸铵(APP)为酸源, 利用ABS/PA6合金中PA6为炭源对ABS/PA6合金进行膨胀型阻燃研究,探讨了不同成炭协效剂与APP复配对合金阻燃性能的影响,这些成炭协效剂包括季戊四醇笼状磷酸酯(PEPA),热塑性酚醛树脂(TPPFR),环氧树脂(E-44)和分子筛4A. 结果表明,PA6具有较好的成炭作用, 当APP含量为25%时,阻燃合金体系的极限氧指数可达29,UL-94测定达V-1级别,APP含量为35%时,UL-94测定达V-0级别.而以5t%的季戊四醇笼状磷酸酯(PEPA)或环氧树脂(E-44)与20%APP复配, 或以3%分子筛4A与22%APP复配都可以大大提高体系的阻燃性能和高温下的残炭量, 使阻燃体系氧指数达到30以上, UL-94测定达V-0级别. SEM形貌分析显示体系燃烧表面都形成了膨胀、均匀、致密的炭层结构.     

ABS/PA6合金的无卤膨胀型阻燃研究

以聚磷酸铵(APP)为酸源, 利用ABS/PA6合金中PA6为炭源对ABS/PA6合金进行膨胀型阻燃研究,探讨了不同成炭协效剂与APP复配对合金阻燃性能的影响,这些成炭协效剂包括季戊四醇笼状磷酸酯（PEPA）,热塑性酚醛树脂（TPPFR）,环氧树脂（EP）和分子筛4A。 结果表明,PA6具有较好的成炭作用, 当APP含量为25%时,阻燃合金体系的极限氧指数可达30,UL-94测定达V-1级别,APP含量为35%时,UL-94测定达V-0级别。而以5wt%的季戊四醇笼状磷酸酯（PEPA）或环氧树脂（E-44）与20wt%APP复配, 或以3 wt%分子筛4A与22wt%APP复配都可以大大提高体系的阻燃性能性和高温下的残炭量, 使阻燃体系氧指数达到30以上, UL-94测定达V-0级别. SEM形貌分析显示体系燃烧表面都形成了膨胀、均匀、致密的炭层结构。     

不同协效剂对APP膨胀阻燃ABS/PET合金的影响

研究了8种协效剂(双噁唑啉、热塑性酚醛树脂、二氧化锰、蒙脱土、硼酸锌、4A分子筛、氧化锌和凹凸棒)对APP膨胀阻燃ABS/PET合金的影响,并探讨了ABS/PET/APP体系的降解成炭行为.研究表明,APP主要促进了PET分解成炭从而与其成为一种新型膨胀阻燃体系.通过氧指数(LOI)和UL-94标准测试燃烧性能,除凹凸棒外,其它7种协效剂均提高了ABS/PET/APP体系的氧指数,并使其通过V-0级测试;热失重分析(TGA)表明,ABS/PET/APP/协效剂体系具有更高的成炭率;通过扫描电子显微镜(SEM)对炭层表面进行观察,除凹凸棒体系外,其它7种协效剂体系的炭层表面均具有更好的致密性.     

PE基木塑复合材料的阻燃研究

以纳米SiO2和NH4Cl协效聚磷酸铵(APP)作为阻燃剂制备了聚乙烯(PE)木粉复合材料(WPC),利用热重分析(TGA)、极限氧指数(LOI)、傅里叶红外光谱分析(FTIR)以及扫描电子显微镜(SEM)对木塑复合材料的热性能、阻燃性能、阻燃机理及炭残渣结构进行了分析表征.结果表明:当APP、SiO2和NH4Cl的质量比为9.8∶1.1∶1.6时,WPC的LOI值增加到29.4%;800℃时阻燃WPC的成炭量提高了170%,热性能显著提高;燃烧后木塑复合材料的化学成分发生了变化,阻燃WPC炭残渣表面出现鳞片状的晶体.     

氧化锌与膨胀型阻燃剂对聚丙烯的协效阻燃

采用磷酸、季戊四醇和三聚氰胺为原料合成了一种新型膨胀型阻燃剂(IFR)。并以IFR为阻燃剂,氧化锌(ZnO)为协效阻燃剂,聚丙烯(PP)为基体树脂制备了膨胀型阻燃PP复合材料,重点研究ZnO与IFR之间的协效阻燃作用。采用氧指数测定仪、UL-94测定仪和锥形量热仪等手段研究阻燃PP复合材料的燃烧性能,用动态傅里叶变换红外光谱(FTIR)研究阻燃PP复合材料在不同温度下凝聚相的结构变化,初步揭示其热降解特性。实验结果表明:ZnO与IFR之间存在明显的协效阻燃效果;复合材料在240～330℃时,结构变化最剧烈;ZnO添加质量分数为1.6%时,炭层完整性最好,热释放速率峰值最低,降低幅度可达80%,UL-94为V-0级;ZnO添加质量分数为3.2%时,氧指数(LOI)最大为25.6%,UL-94为V-0级。     

可膨胀石墨在膨胀阻燃体系中协同阻燃作用的研究

采用氧指数(LOI)、扫描电镜(SEM)、热重分析(TG)等技术手段对可膨胀石墨(EG)与膨胀型阻燃剂(IFR)协同阻燃线性低密度聚乙烯(LLDPE)体系进行了研究.结果表明,EG与IFR复配,体系氧指数明显提高,其热稳定性增强,热降解速率降低,残炭率提高,燃烧炭层连续致密,EG与IFR具有很好的协同阻燃作用.热分析及扫描电镜结果证明,EG与IFR的协同阻燃作用机理的关键在于凝聚相成炭.     

无卤阻燃芦苇纤维及PVC复合材料的制备

分别选用聚磷酸铵(APP)、聚磷酸铵/季戊四醇(APP/PER)膨胀阻燃体系,通过物理浸渍法对芦苇纤维(PA)进行阻燃化处理,以聚氯乙烯(PVC)为基体树脂,PA、阻燃芦苇纤维作为填料,制备了PPA复合材料。通过力学性能、氧指数、垂直燃烧和剩炭率等测试,分析了浸渍阻燃对芦苇纤维阻燃性能和热稳定性的影响,对复合材料的力学性能、热性能和微观结构进行了分析。结果表明,阻燃改性可提高纤维的阻燃性能和热稳定性,其中,APP/PER复配阻燃芦苇纤维(PA-2)的性能最优,氧指数可达32.3%,剩炭率65%,阻燃等级为V-0级。在阻燃体系中加入适量的PER对复合材料的界面性能有益,提高了拉伸性能。     

介孔分子筛MCM-41协效改性聚磷酸铵阻燃性研究

以分子筛MCM-41作为协效剂,采用聚磷酸铵(APP)、季戊四醇(PER)和三聚氰胺(MEL)复配阻燃剂,用于聚丙烯(PP)的阻燃.研究添加分子筛MCM-41对PP阻燃性能、力学性能和热性能的影响.结果表明:添加少量分子筛MCM-41即可显著提高PP的阻燃性能;当分子筛的添加量为1%(质量分数)时,阻燃PP的氧指数为32.7,比纯PP提高了92.35%.TG、DMA和SEM观察结果表明:添加少量分子筛MCM-41可以催化APP/PER/MEL间的酯化反应,促进体系成炭,形成更紧密的炭层,从而提高材料的阻燃性能.     

Study of intumescent flame-resistant fluoroelastomer

The efficiency of different intumescent flame-retardant (IFR) formulations designed to improve the flame resistance of fluoroelastomer (FKM) composites was studied. The proportion of ammonium polyphosphate (APP) with charring-foaming agent (CFA) in IFR systems, and the addition of synergists zinc borate (ZB) and ketonealdehyde resin (KR120) were investigated to show their effect on flame resistance of FKM. According to flame resistance tests, when the mass ratio of APP to CFA was 4∶1 as well as the loadings of IFR, ZB, KR120 were 83 parts per hundred resin (phr), 13phr, 25phr, respectively, the FKM-KR120/IFR-ZB composites had good synergetic flame resistant effect. TGA data showed that IFR and synergists could obviously lower the maximum weight loss rate of FKM composites and effectively increase the char residue at high temperature. The morphological structures of the composites observed by scanning electron microscopy (SEM) demonstrated that the addition of ZB and KR120 could clearly reduce the cracks in char residue and make the char layer structure more integrated and compact.     

MAA-St双单体熔融接枝ABS增容无卤阻燃ABS的研究

以过氧化二异丙苯(DCP)为引发剂,甲基丙烯酸(MAA)为接枝单体,苯乙烯(St)为接枝共单体,制备了ABS-g-(MAA-co-St)双单体熔融接枝物。研究了MAA、St用量对接枝率的影响。结果表明,当MAA、St用量均为6 mL时,ABS-g-(MAA-co-St)的接枝率最高,可达4.96%。探讨了ABS-g-(MAA-co-St)对ABS/膨胀型阻燃剂(IFR)复合材料力学性能、加工性能和阻燃性能的影响。当ABS-g-(MAA-co-St)添加量为6份时,冲击强度和拉伸强度分别可达3.07 kJ/m2、37.2 MPa,且在力学性能有所提高的同时,复合材料阻燃级别仍可达FV-0级。     

不同催化剂合成的聚酯、共聚酯结晶行为的研究

运用ＤＴＡ、结晶速度仪对不同催化体系合成的ＰＥＴ、ＰＥＴＡ、ＰＥＴＩ的结晶行为进行了研究。观察了Ｔｃｃ、ｔ(１／２)和ｔｉ的变化，并计算出结晶动力学常数■和Ａｖｒａｍｉ指数ｎ，就此分析了三者在成核阶段、晶粒生长阶段及整体上的结晶速度的差异，以及造成这些差异的原因。     

重组竹材三面和四面受火炭化性能试验

重组竹作为一种新型的建筑结构材料应用日益广泛,但同木材相似的可燃性导致重组竹结构抗火设计方法亟待补充和完善.为研究重组竹材多面受火炭化性能,依据ISO 834火灾试验方法进行了4组16根重组竹构件三面和四面受火试验,分析截面尺寸、受火时间以及不同受火面对炭化深度和炭化速度的影响.结果表明,由于炭化层隔热作用,随着受火时间增加重组竹构件炭化速度逐渐减小;火灾作用下构件截面有效面积减小,角部区域因承受双向热传递而由棱角变为圆角形,圆角区和非圆角区炭化深度差异明显;通过对比重组竹材多面炭化非圆角区炭化深度与单面受火炭化深度,前者较后者增加明显,引入多面炭化因子进一步修正计算模型;为简化抗火设计,通过对比多种木材,考虑圆角区影响提出重组竹材多面受火条件下名义炭化速度为0.7 mm/min,为重组竹结构灾后剩余截面计算提供重要参数依据.     

Effects of Nano-Filler on the Thermal and Fire-Resistant Properties of Ethylene-Vinyl Acetate Copolymer

Sepiolite (S9,B10,B20,B40) and boehmite have been added to an intumecent flame retardant (IFR) system to produce the halogen-free and fire-resistant ethylene-vinyl acetate copolymer (EVM) rubber. The rubber contains ammonium polyphosphate (APP) as acid source,double pentaerythritol (D-PER) as carbon source and melamine (MN) as gas source. The effects of nano-filler sepiolite and boehmite on the fire-resistant property of EVM rubber based on IFR system were investigated. The test results show that the system...