聚酰胺11/含磷氮膨胀型阻燃剂共混材料的动态流变行为和动态力学性能研究

在密炼机上通过熔融共混法制备了聚酰胺11（PA11）/含磷氮膨胀型阻燃剂共混材料,分别采用旋转流变仪和动态力学分析仪研究了共混材料的动态流变行为和动态力学性能。结果表明,PA11及其阻燃共混材料熔体均为假塑性流体,呈现剪切变稀现象。阻燃剂的加入降低了PA11共混材料的储能模量、损耗模量和复数黏度,但与PA11没有发生相分离。动态力学性能分析表明,随阻燃剂含量的增加提高了玻璃态阻燃共混材料的储能模量。     

低熔点聚酰胺对聚丙烯阻燃性和力学性能的影响

为了增加阻燃材料的成炭性,提高阻燃性,将两种新型低熔点聚酰胺(ES-6和M-170)作为协效成炭剂加入聚丙烯阻燃体系中。结果表明,与尼龙6(PA6)相比,ES-6和M-170在聚丙烯基体中具有良好的分散性和相容性,复合材料具有优良的力学性能。同时,ES-6和M-170都具有较低的熔融温度,在与聚丙烯混合的过程中可以在较低的温度下加工,可以有效避免阻燃剂的分解。另外,利用ES-6或者尼龙6部分取代双季戊四醇(DPER),可以提高极限氧指数,改进阻燃剂在聚丙烯中的阻燃性能。     

聚酰胺66的复配阻燃研究

采用35％磷-溴-锑复配阻燃体系对聚酰胺66进行阻燃，极限氧指数可提高到33．6％，达到UL94-V0级(1．6mm)，且无熔融滴落。阻燃体系的添加会导致聚酰胺66力学性能的下降，但与无机阻燃体系相比较，磷-溴-锑复配阻燃体系对聚酰胺66的力学性能影响较小。采用扫描电镜观察阻燃剂在聚酰胺66中的分散效果，发现分散均匀的体系，在水中或者在110℃的析出实验条件下，阻燃剂的析出量很小，可以维持较长时间的阻燃效果。     

几种无卤膨胀型阻燃剂对聚丙烯性能的影响

聚丙烯(PP)为基体树脂,分别加入无卤膨胀型阻燃剂FR-1420、FP2200和HS20制备了阻燃PP复合材料,考察了三种阻燃剂及其含量对材料的阻燃性能、力学性能、熔体质量流动速率及加工性的影响,通过热重分析(TG)研究了材料的热分解行为。结果表明,三种阻燃剂均能提高PP的阻燃性能,当阻燃剂质量分数达到20%时,阻燃PP复合材料垂直燃烧等级均可达到V-0级;随阻燃剂含量的增加,阻燃PP复合材料的阻燃性不断提高,拉伸强度、冲击强度、熔体质量流动速率下降;阻燃剂对阻燃PP复合材料的力学性能、熔体流动速率及加工性有较大影响,阻燃剂FR-1420和FP2200效果较好,且其加工温度可达250℃,阻燃剂HS20效果较差,其加工温度仅为200℃;TG分析表明,加入阻燃剂使阻燃PP复合材料初始分解温度提前,残炭率增加,有利于提高PP材料的阻燃性能。     

双羧基磷系反应型阻燃剂对PA6阻燃性能的影响

在己内酰胺的开环水解过程中,加入不同比例的双羧基磷系阻燃剂(RFR-P),合成了阻燃聚酰胺6(PA6)。研究了阻燃剂RFR-P对PA6的相对黏度、热稳定性、阻燃性能和力学性能的影响。结果表明,加入RFR-P后,阻燃PA6的初始热稳定性和相对黏度下降,热结晶峰温度、熔融峰温度和断裂强度均未发生太大变化,阻燃性能明显提高。相比于纯PA6,当RFR-P的添加量为己内酰胺添加量的4%时,所合成的阻燃PA6极限氧指数由21%提高至28%,UL 94阻燃等级从V-2级提高到V-0级。热失重测试表明该阻燃剂是通过促进PA6成炭进而起到阻燃作用。     

MCA与MH阻燃PA-6复合材料性能研究

分别以三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)和氢氧化镁(MH)为阻燃剂制备了聚酰胺6(PA-6)阻燃复合材料,研究和对比了MCA和MH对复合材料的阻燃性能、力学性能影响.结果表明,当MCA和MH用量同为20份时,PA-6/MCA复合材料的极限氧指数(LOI)达到30.5%,而PA-6/MH复合材料的LOI仅为23.5%,说明MCA的阻燃效率比MH高.同时,PA-6/MCA复合材料的拉伸强度为66.8 MPa,是PA-6/MH复合材料的1.14倍.熔体流动速率PA6/MCA复合材料熔体流动速率达74 g/10min,是PA-6/MH复合材料的4.9倍.     

含磷超支化聚合物共混改性PA6的性能研究

以尼龙(PA)6为基体树脂,含磷超支化聚酰胺(HBPA)为改性剂,通过熔融挤出制备了PA6/HBPA共混物。采用毛细管流变仪、力学性能测试、极限氧指数(LOI)测试及热重(TG)分析研究了HBPA含量对共混物流变性能、力学性能和阻燃性能的影响。结果表明,随HBPA含量的增加,共混物熔体的非牛顿指数逐渐接近于1,熔体向牛顿流体转变;熔体表观黏度下降,加工性能得到改善;熔体黏流活化能增大,对温度的敏感性变强。加入少量的HBPA能够提高PA6的力学性能,当HBPA质量分数为0.5%时共混物拉伸强度最大,由纯PA6的62.6 MPa增加到72.4 MPa,当HBPA质量分数为1%时,断裂伸长率和缺口冲击强度最大,分别由纯PA6的228.3%和19.8 kJ/m2提高到284.7%和24.5 kJ/m2。LOI测试和TG分析表明,HBPA可通过促进凝聚相成炭,提高PA6的阻燃性,当HBPA质量分数为1.5%时,共混物的LOI最大,达到28.4%。     

BPS添加量对阻燃级尼龙66性能的影响

本文采用熔融共混法,同时加入溴锑阻燃剂和长玻纤对聚酰胺66进行增强及阻燃复合改性,制备阻燃剂聚酰胺66复合材料。结果表明,随着溴锑阻燃剂添加量的增加,改性材料的阻燃性能同步提高,材料的力学性能则呈现下降的趋势;当溴化聚苯乙烯添加量为18%时,材料阻燃性能达到UL94 V-0级,此时材料的拉伸强度为142.23MPa,弯曲强度为182.15MPa,缺口冲击强度为9.15 kJ/m~2,满足我国塑料阻燃相关规定要求的同时,其力学性能也满足相关市场需求。     

三聚氰胺氰尿酸盐/氧化锑/石墨烯复合阻燃玻璃纤维增强聚酰胺6复合材料

研究了阻燃剂三聚氰胺氰尿酸盐（MCA）/氧化锑（Sb2O3）和石墨烯（GP）对玻璃纤维（GF）增强聚酰胺6（PA6）复合材料性能的影响。结果表明,MCA/Sb2O3（质量比为70/30）的加入改善了PA6和GF的相容性,与不添加阻燃剂的PA6/GF相比,当MCA/Sb2O3含量为30份时,复合材料的强度、刚性和阻燃性能显著提高;GP的加入对PA6/GF的力学性能影响不大,但阻燃性能明显提高,当GP的含量为0.3份时,复合材料的极限氧指数达到30.1 %,阻燃等级达到UL 94 V-0级;GP在PA6/GF的燃烧过程中具有促进炭化和发泡双重作用。     

聚酰胺表面改性三聚氰胺氰尿酸盐及其阻燃聚酰胺6研究

以聚酰胺树脂的无机酸溶液为介质进行三聚氰胺-氰尿酸分子自组装合成三聚氰胺氰尿酸盐(MCA),并同时实现聚酰胺树脂对阻燃剂的表面包覆改性,集MCA的合成及表面改性于一体。该阻燃剂与目标阻燃树脂聚酰胺6 的相容性良好,阻燃剂粒子与聚酰胺6(PA6)树脂基体之间相界面基本消失。聚酰胺6中添加7％该阻燃剂即达到 UL94-1．6mm V0级别,成功解决了传统MCA阻燃PA6燃烧熔滴易引燃脱脂棉的问题,其极限氧指数高达34％,阻燃效率远高于传统MCA。材料力学性能良好,具有较好的市场应用前景。     

一种新型次膦酸盐阻燃PA6的制备及其阻燃性能

采用新型阻燃荆苯基次膦酸铝和MC复配阻燃体系对玻纤增强PA6进行阻燃改性.通过热失重分析研究了引入阻燃剂对PA6热分解过程的影响;通过氧指数和垂直燃烧测试研究PA6复合体系的阻燃性能.结果表明:当阻燃剂添加量为18%时,玻纤含量为30%的改性PA6的氧指数和垂直燃烧测试分别达到32%和V-0级.     

尼龙6/有机蒙脱土阻燃复合材料的结构与性能

将尼龙6、有机蒙脱土和阻燃剂（氢氧化镁、氨基硅油、十溴联苯醚和三氧化二锑、三聚氰胺焦磷酸盐、三聚氰胺磷酸盐）通过熔融插层法直接制备了尼龙6／有机蒙脱土阻燃复合材料。通过X射线衍射（XRD）、力学性能测试、极限氧指数（LOI）测试研究了蒙脱土在复合材料内的分散、复合材料的力学性能以及阻燃性能。结果表明：氨基硅油与有机蒙脱土具有阻燃协同效应，当氨基硅油和有机蒙脱土质量分数分别为2％和5％时，复合材料的LOI高达34％。氢氧化镁、氨基硅油与有机蒙脱土三者具有极强的阻燃协同效应，当氢氧化镁用量分别为30％、40％、50％时，阻燃复合材料的LOI分别为63％、60％、70％。     

水滑石对PBS/Sb2O3阻燃PA6/GF性能的影响

研究了聚溴化苯乙烯(PBS)对玻纤增强尼龙6(PA6/GF)阻燃和力学性能的影响,并采用锥形量热仪研究了改性水滑石(HT)对PBS/Sb2O3阻燃PA6/GF抑烟作用和燃烧时热释放速率的影响。结果表明,随PBS用量增加,PA6/GF的氧指数增加,阻燃性提高,当PBS质量分数为20%时,PA6/GF的垂直燃烧达到FV-0级;HT燃烧后形成多孔、大比表面积的镁铝复合氧化物,能够有效吸附材料燃烧过程中产生的炭微粒,对PBS/Sb2O3阻燃PA6/GF具有显著的抑烟作用。当HT质量分数为5%时,烟释放速率降低27.6%,且对阻燃PA6/GF的力学性能影响不大。另外,HT使PA6/GF的氧指数和相比漏电起痕指数(CTI)提高。     

Synergistic Effect between a Novel Hyperbranched Flame Retardant and Melamine Pyrophosphate on the Char Forming of Polyamide 6

A novel hyperbranched polyphosphate bisphenol-S ester (HPPES) flame retardant was prepared. The structure and thermal stability of the product were characterized. Polyamide 6 (PA6), HPPES and melamine pyrophosphate (MPP) were used to prepare flame retardant PA6 (FR-PA6) through melt blending. Limiting oxygen index (LOI), UL-94 vertical burning methods, thermogravimetric analysis (TGA), X-ray photoelectron spectroscope (XPS) and scanning electron microscope (SEM) were used to investigate the combustion properties, thermal degradation behaviours and char forming of FR-PA6. The results showed that synergistic effect between HPPES and MPP was present, which enhanced the char forming and flame retardance of PA6.     

无卤阻燃、抗滴落丙纶试验研究

采用一种无卤阻燃剂和自制抗滴落剂对丙纶进行改性试验研究。结果表明,阻燃剂的添加量为0．2％时,改性织物的极限氧指数(LOI)即由改性前的17．0％提高到26．2％以上;当阻燃剂和抗滴落剂的添加量分别为0．7％和2％时改性效果最佳,改性丙纶的极限氧指数可达到27．6％,且无熔滴现象,同时具有良好的可纺性及物理性能。     

改性MCA的固相合成及其在PA6中的应用

本实验选用一种新的方法合成改性三聚氰胺氰尿酸盐(MCA),将三聚氰胺(MA)、氰尿酸(CA)和极少量水混合成膏状物并使其在室温下反应一定时间,再加入少量MCA和二氧化硅(Si O2)溶胶使其继续反应以制备改性MCA(mMCA)阻燃剂。将制备的mMCA与尼龙6(PA6)熔融共混制备阻燃PA6复合材料。用FTIR、XRD和TG对所制mMCA进行了表征,对阻燃PA6复合材料的阻燃性能和力学性能进行了测试。结果表明:所制mMCA的FTIR、XRD特征峰与MCA的特征峰一致;m MCA的最大热失重温度有了较大的提升达到465.2℃。在PA6复合材料中,当阻燃剂含量为13%时,阻燃PA6复合材料的极限氧指数(LOI)达到33%,阻燃性能为UL-94 V0级,锥形量热测试的PHRR降低了26.3%。随着阻燃剂含量的增加,复合材料的力学性能有所提高。与传统大量水体系制备mMCA方法相比,此法具有工艺简单、不需加热、耗水量极低,没有污水排放等优点。     

硅锡协同阻燃尼龙6

采用氯化亚锡(SnCl2)/聚氨丙基苯基倍半硅氧烷(PAPSQ)复合阻燃剂阻燃改性尼龙6(PA6)。测定了阻燃PA6的氧指数(LOI),利用锥形量热仪测定了阻燃PA6的释热速率、总释热量、有效燃烧热等多种阻燃参数,并用扫描电镜(SEM)观察了阻燃PA6残炭的形貌。实验表明,当SnCl2用量为4%,PAPSQ用量为1%时,PA6的LOI为31%,PA6的释热速率、总释热量和有效燃烧热均明显下降,PAPSQ对SnCl2有协同阻燃效果。     

A phosphorus‐containing inorganic compound as an effective flame retardant for glass‐fiber‐reinforced polyamide 6

A novel inorganic compound, aluminum hypophosphite (AP), was synthesized successfully and applied as a flame retardant to glass‐fiber‐reinforced polyamide 6 (GF–PA6). The thermal stability and burning behaviors of the GF–PA6 samples containing AP (flame‐retardant GF–PA6) were investigated by thermogravimetric analysis, vertical burning testing (with a UL‐94 instrument), limiting oxygen index (LOI) testing, and cone calorimeter testing (CCT). The thermogravimetric data indicated that the addition of AP decreased the onset decomposition temperatures, the maximum mass loss rate (MLR), and the maximum‐rate decomposition temperature of GF–PA6 and increased the residue chars of the samples. Compared with the neat GF–PA6, the AP‐containing GF–PA6 samples had obviously improved flame retardancy: the LOI value increased from 22.5 to 30.1, and the UL‐94 rating went from no rating to V‐0 (1.6 mm) when the AP content increased from 0 to 25 wt % in GF–PA6. The results of CCT reveal that the heat release rate, total heat release, and MLR of the AP‐containing GF–PA6 samples were lower than those of GF–PA6. Furthermore, the higher additive amount of AP affected the mechanical properties of GF–PA6, but they remained acceptable. © 2010 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2011     

Influence of morphology and ammonium polyphosphate dispersion on the flame retardancy of polystyrene/nylon‐6 blends

The influences of the distribution of ammonium polyphosphate (APP) in polystyrene/nylon‐6 [PS/polyamide‐6 (PA6)] blends and the continuity of the (PA6 + APP) phase on flame retardancy were investigated. The flame retardant properties were evaluated by limiting oxygen index (LOI), vertical flammability test and cone calorimeter tests. The results showed that APP is exclusively dispersed in the PA6 phase, and (PA6 + APP) phase formed a continuous state when the content of PA6 in PS/PA6 blends was higher than 32% (w/w). For blends with a continuous (PA6 + APP) phase, the decrease of PA6 content caused an increase in LOI values from 26% to 33% and a reduction of peak heat release rate. The improvement of flame retardancy was attributed to the increase of APP concentration in the PA6 phase, which benefited the fast formation of a continuous intumescent charred layer. The transformation of (PA6 + APP) phase morphology from a continuous state to a discontinuous state at a PA6 content of below 32% (w/w) caused a decrease in LOI. Results of thermo‐gravimetric and cone calorimeter tests indicated that the discontinuous intumescent charred layer thus formed could be responsible for the deterioration of flame retardant properties, which was also confirmed by scanning electron microscopy. Copyright © 2013 John Wiley & Sons, Ltd.     

阻燃PET纤维的试制与结构性能研究

采用聚合物型阻燃剂 SF-FR,试纺了不同阻燃剂含量的 PET 纤维,并对纤维的结构与性能进行了初步研究.结果表明:随着阻燃剂含量的增加,可纺性下降,纤维的取向度、结晶度和抗张强度减小,阻燃性能提高.当阻燃剂含量为4%(质量)时,所纺制的 PET 纤维的综合性能较好,其抗张强度比不含阻燃剂的 PET 纤维降低6%左右,LOI 可达到28.