Mg(OH)2-Al(OH)3-微胶囊红磷/高抗冲聚苯乙烯无卤阻燃复合材料

以氢氧化镁(MH)、氢氧化铝(ATH) 和微胶囊红磷(MRP) 为无卤阻燃剂, 高抗冲聚苯乙烯(HIPS) 树脂为聚合物基体, 通过熔融共混法制备了一系列不同组成的MH-ATH-MRP/HIPS复合材料。采用水平燃烧、垂直燃烧、氧指数、锥形量热分析、高温热分解实验等方法研究了复合材料的阻燃性能。结果表明, 阻燃剂用量相同时, 在HIPS基体中同时引入MH和ATH得到的复合材料比单独加入MH或ATH得到的复合材料具有更好的阻燃性能。当MH-ATH/HIPS的质量比为70:30:100时, 复合材料的水平燃烧级别达到FH-1级, 氧指数为25.2%, 但垂直燃烧无级别。在上述体系中加入极少量的MRP(占复合材料的质量分数为2.9%)就可使复合材料的火灾性能指数(FPI) 提高85%, 燃烧过程中热量释放和质量损失更慢、成炭能力明显增强, 垂直燃烧级别达到FV-0级。当MH-ATH-MRP/HIPS的质量比为21:9:12:100时, 复合材料的各项阻燃性能达到最佳, 可以大幅度减少阻燃剂的用量。MH、ATH和MRP对HIPS具有非常显著的协同阻燃作用。同时加入MH和ATH时不仅可以在更宽的温度范围内抑制HIPS的升温和分解, 而且能够在更宽的温度范围内相继释放出水蒸气稀释氧气和可燃气体的浓度, 从而起到协同阻燃作用。加入MRP后复合材料的成炭能力大大增强, 进一步改善了凝聚相阻燃的效果, 因此阻燃性能显著提高。     

微胶囊红磷和聚苯醚对高抗冲聚苯乙烯的协同阻燃作用

利用微胶囊红磷(MRP)和聚苯醚(PPO)来提高高抗冲聚苯乙烯(HIPS)的阻燃性能,通过熔融共混法制备了一系列不同组成的MRP-PPO/HIPS复合材料.采用水平燃烧、垂直燃烧、氧指数、锥形量热分析、高温热分解实验等方法研究了复合材料的阻燃性能.研究表明,阻燃剂用量相同时,在HIPS基体中同时加入MRP和PPO得到的复合材料比单独加入MRP或PPO得到的复合材料具有更好的阻燃性能.当MRP-PPO/HIPS的质量比为10∶20∶70时,复合材料的氧指数为23.9％,水平燃烧级别达到FH-1级,垂直燃烧级别达到FV-0级,阻燃性能达到最佳.MRP用量过多时,复合材料的阻燃性能下降.研究认为,PPO和MRP对HIPS具有较强的协同阻燃作用.两者以适当比例并用时能够使复合材料在燃烧时的热释放速率和燃烧热大幅度减小,降低了气相燃烧区的温度,起到气相阻燃作用.同时,复合材料在热分解和燃烧时能够生成连续和致密的炭层,抑制了燃烧过程中的热量传递和物质交换,起到凝聚相阻燃作用.因此,复合材料的阻燃性能显著改善.     

无卤阻燃高抗冲聚苯乙烯及其增韧研究

以可膨胀石墨(EG)和微胶囊红磷(MRP)为无卤阻燃剂对高抗冲聚苯乙烯(HIPS)进行阻燃改性,通过熔融共混法制备了一系列不同组成的HIPS/EG/MRP复合材料。采用氧指数、水平燃烧和垂直燃烧方法研究了复合材料的阻燃性能,研究表明,在阻燃剂用量相同时,与单独加入EG和MRP相比,同时加入EG和MRP所制备的HIPS复合材料的阻燃性能更好,当HIPS/EG/MRP的质量比为70/20/10时,HIPS复合材料的阻燃性能最佳,氧指数可达27.4%,水平燃烧性能和垂直燃烧性能分别达到FH-1级和FV-0级。在最佳阻燃剂配比下,研究了苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SBS)对HIPS复合材料的阻燃性能和力学性能的影响,结果表明,SBS的加入能够有效的改善HIPS复合材料的力学性能,且几乎不影响其阻燃性能。     

微胶囊红磷和聚苯醚对高抗冲聚苯乙烯的协同阻燃作用

利用微胶囊红磷(MRP)和聚苯醚(PPO)来提高高抗冲聚苯乙烯(HIPS)的阻燃性能, 通过熔融共混法制备了一系列不同组成的MRP-PPO/HIPS复合材料。采用水平燃烧、垂直燃烧、氧指数、锥形量热分析、高温热分解实验等方法研究了复合材料的阻燃性能。研究表明, 阻燃剂用量相同时, 在HIPS基体中同时加入MRP和PPO得到的复合材料比单独加入MRP或PPO得到的复合材料具有更好的阻燃性能。当MRP-PPO/HIPS的质量比为10:20:70时, 复合材料的氧指数为23.9%, 水平燃烧级别达到FH-1级, 垂直燃烧级别达到FV-0级, 阻燃性能达到最佳。MRP用量过多时, 复合材料的阻燃性能下降。研究认为, PPO和MRP对HIPS具有较强的协同阻燃作用。两者以适当比例并用时能够使复合材料在燃烧时的热释放速率和燃烧热大幅度减小, 降低了气相燃烧区的温度, 起到气相阻燃作用。同时, 复合材料在热分解和燃烧时能够生成连续和致密的炭层, 抑制了燃烧过程中的热量传递和物质交换, 起到凝聚相阻燃作用。因此, 复合材料的阻燃性能显著改善。     

MgO-微胶囊红磷/高抗冲聚苯乙烯复合材料的阻燃性能

通过熔融混合方法把MgO和（或）微胶囊红磷（MRP）加入高抗冲聚苯乙烯（HIPS）基体中制备了一系列不同组成的MgO-MRP/HIPS复合材料。采用极限氧指数（LOI）、垂直燃烧（UL-94）、锥形量热分析、TGA、SEM、XRD、FTIR等方法研究了复合材料的阻燃性能。结果表明,MgO和MRP单独使用时对HIPS的阻燃作用较小,但是当二者以适当比例共同使用时对HIPS有明显的协同阻燃作用。当MgO∶MRP∶HIPS的质量比为35∶15∶100时,复合材料的LOI为24.7%,UL-94级别达到V-0级,热释放速率和总热释放量显著降低,表现出良好的阻燃性能。MgO-MRP/HIPS复合材料在无氧条件下热分解时,MgO、MRP与HIPS之间无相互作用。但是,在空气中热分解或燃烧时,MgO和MRP均能够促进HIPS成炭。MgO-MRP/HIPS复合材料燃烧时能够在材料表面生成连续致密的炭层,起到防火屏障作用,提高材料的阻燃性能,燃烧残余物主要由结晶性MgO和含磷的无定形碳组成。此外,MgO-MRP/HIPS复合材料燃烧时MRP在气相也起到了一定的阻燃作用。     

玻纤增强PA6复合材料阻燃性能研究

以氢氧化铝(ATH)、氢氧化镁(MH)、二乙基次膦酸铝(ADP)为阻燃剂,制备了玻纤增强阻燃聚酰胺6(PA6)复合材料。结果表明:以MH和ATH复配做阻燃剂,当m(MH)∶m(ATH)=3∶1(总量72份)时,玻纤增强PA6/MH/ATH复合材料的拉伸强度为100.97MPa,弯曲强度为156.27MPa,极限氧指数可达到31.7%,垂直燃烧测试结果为UL94V-2。通过实验还考察了ADP与其他阻燃剂复配对复合材性能的影响,结果表明:MH与ADP复配协效作用不明显,ATH与ADP复配协效作用明显;以ATH和ADP复配做阻燃剂,当m(ATH)∶m(ADP)=5∶1时,玻纤增强PA6/ATH/ADP复合材料拉伸强度为103.02MPa,弯曲强度为123.49MPa,极限氧指数可达到37%,垂直燃烧测试结果为UL94V-0。热重分析表明,800℃时PA6/MH/ATH复合材料的残炭率可达到45.93%,PA6/ATH/ADP复合材料的残炭率达到43.51%;扫描电子显微镜下观察到复合材料燃烧时出现氧化膜及碳层;PA6/ATH/ADP复合材料通过850℃灼热丝性能测试。     

水菱镁石-Mg(OH)_2协同聚乙烯阻燃复合材料的性能与分解行为

以水菱镁石(HM)和Mg(OH)_2为阻燃剂,利用双螺杆挤出机制备了一系列HM-Mg(OH)_2协同聚乙烯(PE)阻燃复合材料。采用垂直燃烧仪、极限氧指数仪、锥形量热仪和拉伸性能测试仪分别测试了HMMg(OH)_2协同PE阻燃复合材料的阻燃性能和拉伸性能,采用热重分析仪研究了HM-Mg(OH)_2协同PE阻燃复合材料的热分解行为。结果表明,HM与Mg(OH)_2以适当比例复配作为阻燃剂能在更宽的燃烧温度范围内发生分解,起到更好的阻燃效果,在极限氧指数和拉伸强度不变的前提下,HM-Mg(OH)_2协同PE阻燃复合材料的成本大幅下降。两种阻燃剂协同可以减少复合材料点燃初期的无效甚至负面分解,保留了HM分解产物对PE基体高温下分解的抑制作用,同时还可以在燃烧区域表面形成较为稳定和不易破坏的鳞片状保护层,加之复合阻燃剂总体更高的总分解释放率,多种因素共同作用,使复合材料的阻燃效果提高。当HM和Mg(OH)_2以质量比1∶2协同且用量达到复合材料总质量的60wt%时,HM-Mg(OH)_2协同PE阻燃复合材料的极限氧指数为28%,垂直燃烧级别达到UL-94V-0级,拉伸强度达到28.8 MPa。     

纳米Mg(OH)_2-微胶囊红磷/乙烯-乙酸乙烯酯共聚物阻燃复合材料的性能

以微米Mg(OH)_2(mMg(OH)_2)、纳米Mg(OH)_2(nMg(OH)_2)和微胶囊红磷(MRP)为无卤阻燃剂,乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)为聚合物基体,通过熔融共混方法制备了一系列不同阻燃剂含量的Mg(OH)_2-MRP/EVA阻燃复合材料,采用极限氧指数、垂直燃烧、锥形量热分析、热分析、SEM、拉伸试验、流变学分析等方法研究了复合材料的阻燃、力学和加工性能。结果表明,Mg(OH)_2阻燃剂用量相同时,nMg(OH)_2/EVA复合材料的阻燃和抑烟性能比mMg(OH)_2/EVA复合材料更好,但当Mg(OH)_2用量小于60wt%时,nMg(OH)_2/EVA和mMg(OH)_2/EVA复合材料的垂直燃烧等级都达不到V-0级。Mg(OH)_2本身的阻燃效率较低,nMg(OH)_2和MRP对EVA有非常显著的协同阻燃作用,二者掺杂比例适当时可大幅度降低Mg(OH)_2的用量。与nMg(OH)_2/EVA复合材料相比,nMg(OH)_2-MRP/EVA复合材料燃烧时能够生成连续致密的炭层,覆盖在材料表面形成防火屏障,提高其阻燃性能。nMg(OH)_2的热分解反应对nMg(OH)_2-MRP/EVA复合材料的燃烧性能有极其重要的影响。当nMg(OH)_2热分解后再加入到MRP/EVA体系中时,nMg(OH)_2-MRP/EVA复合材料的阻燃和抑烟性能均急剧降低。当nMg(OH)_2∶MRP∶EVA的质量比为40∶10∶100时,nMg(OH)_2-MRP/EVA复合材料同时具有优异的阻燃性能、力学性能和加工性能,可满足实际应用的需要。     

镁铝复配无卤阻燃剂对EVA/LDPE性能影响研究

以氢氧化镁(MH)和氢氧化铝(ATH)为无卤基材,结合硼酸锌、红磷和硅酮复配制备无卤阻燃剂。将阻燃剂进行改性后与EVA/LDPE共混制备新型无卤阻燃材料。通过正交试验法,研究不同配方无卤阻燃剂对材料的拉伸性能和阻燃性能的影响,进而获得最佳的复配阻燃剂配方。结果表明,在ATH和MH总量为60份的情况下,当MH∶ATH为5∶1,硼酸锌加入量20份,红磷加入量4份,硅酮用量为3份时,复配后无卤阻燃剂对EVA/LDPE的阻燃性能满足垂直燃烧等级UL-94V-0级,机械性能也较好。     

聚磷酸铵/次磷酸铝协效阻燃聚丙烯/木粉复合材料

以聚磷酸铵(APP)和次磷酸铝(AHP)为阻燃剂,马来酸酐接枝聚丙烯(MA-g-PP)为界面相容剂,通过熔融共混制备了聚丙烯(PP)/木粉(WF)复合材料。采用UL-94垂直燃烧、氧指数(LOI)、热重分析(TGA)探究了阻燃PP/WF复合材料的阻燃性和热分解过程。实验表明,当APP与AHP质量比为9∶1时,LOI值为28.3%,垂直燃烧UL-94达到V-0级。TGA和DTG测试表明,APP与AHP复配能降低木纤维的分解温度,使复合材料提前成炭,达到阻燃作用;加入APP与AHP的PP/WF复合材料的成炭率提高了141%,其高温稳定性也得到提高。通过SEM观察到,当m(APP)∶m(AHP)=9∶1时,木塑复合材料可形成致密的炭层,具有更好的隔热、隔氧作用,从而提高了阻燃性。结果表明在聚磷酸铵中加入少量的协效剂次磷酸铝可明显提高PP/WF复合材料的阻燃性。     

Thermal conductivity of PP/Al(OH)3/Mg(OH)2 composites

Polypropylene (PP) composites filled with aluminum hydroxide (Al(OH)₃) and magnesium hydroxide (Mg(OH)₂) were prepared using a twin-screw extruder. The effective thermal conductivity (k_eff) of the composites was measured by means of a thermal conductivity instrument under different testing temperatures. The results showed that the values of k_eff increased quickly with an increase the volume fraction (ϕ_f) of Al(OH)₃/Mg(OH)₂ powder when ϕ_f was less than 7.1%, then k_eff increased slightly as ϕ_f was varying from 7.1% to 13.3%, while the values of k_eff increased obviously when ϕ_f was more than 13.3%. Under the same conditions, the values of k_eff increased nonlinearly with increasing the diameter (d) of the Al(OH)₃/Mg(OH)₂ powder. The values of k_eff of the composites increased somewhat with a rise of test temperature. On the basis of the experimental results, the thermal conduction mechanisms of the composite were analyzed and discussed.     

Mechanical properties and flame-retardant of PP/MRP/Mg(OH)2/Al(OH)3 composites

The flame retardant and mechanical properties of polypropylene (PP) composites filled with microencapsulated red phosphorus (MRP) and magnesium hydrate (Mg(OH)₂)/aluminum hydrate (Al(OH)₃) were measured. It was found that the synergistic effects between the MRP and Mg(OH)₂/Al(OH)₃ on the flame retardant and tensile properties of the composites were significant. The limit oxygen index and smoke density rank of the composites increased nonlinearly while the horizontal combustibility rate decreased nonlinearly with increasing the MRP weight fraction. The Young modulus and the tensile elongation at break increased while the tensile yield strength and tensile fracture strength decreased slightly with increasing the MRP weight fraction. Both the V-notched Izod and Charpy impact strength increased with increasing the MRP weight fraction. Moreover, the tensile yield strength of the composites estimated using an equation published previously was roughly close to the measured data.     

Synthesis of Cu11(OH)14(CrO4)4 nanobelts

Cu₁₁(OH)₁₄(CrO₄)₄ nanobelts have been synthesized by hydrothermal method in the absence of any surfactants. The as-synthesized products are characterized by X-ray diffraction, transmission electron microscopy, and scanning electron microscopy. The average thickness, widths and lengths of the nanobelts are about 15 nm, 40 nm, and several micrometers, respectively. It is interesting that Cu₁₁(OH)₁₄(CrO₄)₄ nanobelts are very sensitive to electron beam illumination. The influences of the reaction temperature on the morphologies of the resulting products have been investigated.     

工艺条件对Al(OH_3)-Y(OH_3)/ZrB_2复合粉体包裹效果的影响研究

二硼化锆(ZrB2)具有许多优异的物理和化学性能,因此其应用非常广泛。为了改善ZrB2难于致密化和高温下易氧化的缺点,采用共沉淀法研究了pH值、溶液浓度、滴定速度和反应时间对Al(OH3)-Y(OH)3/ZrB2复合粉体包裹效果的影响,通过透射电镜表征技术对各种工艺制备的复合粉体进行形貌分析,得出适宜的包裹条件分别为pH=9,溶液浓度为[Al3+]=0.017mol/L、[Y3+]=0.01mol/L,滴定速度为0.05mL/s,反应时间为60min。     

氢氧化镁的改性及其填充聚丙烯复合材料的燃烧性能和结晶行为的研究

研究了硅烷改性剂对氢氧化镁(MH)的表面改性和其填充聚丙烯(PP)复合材料的阻燃性能和结晶行为.用FTIR、XRD和SEM对改性前后MH的结构和形貌进行了分析.结果表明,硅烷处理剂包覆在MH粉体的表面,有效地降低MH粉体的表面能,提高了MH在干态下的分散性.DSC、POM和LOI对PP/MH复合材料的结晶行为和燃烧性能进行了研究.结果表明,未改性的MH对PP有异相成核作用,使结晶峰温度升高;而表面改性剂削弱了填料的异相成核作用.POM结果暗示了MH粒子在基体中的分散性对PP球晶的晶粒形貌和晶粒尺寸起着十分重要的作用.改性后的MH能进一步提高复合材料的LOI.     

Nanocrystalline alpha-Ni(OH)2 prepared by ultrasonic precipitation

Nanocrystalline alpha-Ni(OH)2 was prepared by an ultrasonic precipitation/stirring method. Results of X-ray diffraction, transmission electron microscopy, infrared, and thermogravimetric measurements confirm that the sample obtained is alpha phase. Compared with the sample prepared without ultrasonic stirring, the crystal structure of the alpha phase sample has been changed from beta phase. The crystalline size of the sample is about 20 nm, which is smaller than the sample produced without ultrasonic stirring (70 nm).     

Mechanochemical synthesis of hydroxyapatite from Ca(OH)2-P2O5 and CaO-Ca(OH)2-P2O5 mixtures

Dry grinding of Ca(OH)₂-P₂O₅ and CaO-Ca(OH)₂-P₂O₅ mixtures was conducted by a planetary ball mill to investigate the mechanochemical solid-phase reaction for the synthesis of hydroxyapatite (Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂, HAp). HAp was synthesized by grinding of the two sets of mixtures. The formation of HAp from the Ca(OH)₂-P₂O₅ mixture was more advantageous than that from the CaO-Ca(OH)₂-P₂O₅ one. This synthesis reaction from the former mixture was almost completed within 30 min of grinding. The presence and amount of H₂O contained in the starting mixtures played a key role to promote the formation of HAp. Especially, in the former mixture, the prolonged grinding assisted the solid-phase reaction of the intermediate DCPD and Ca(OH)₂ to produce HAp more effectively.