HIPS/OMMT复合材料在不同燃烧模式下的阻燃特性

采用熔融插层法制备了高抗冲聚苯乙烯/有机蒙脱土(HIPS/OMMT)复合材料,分别用锥形量热仪、氧指数和UL-94 3种方法测试表征材料的阻燃特性。结果表明,锥形量热仪试验表征材料阻燃特性,得到有机蒙脱土对材料阻燃性较好,而在氧指数法和UL-94测试方法下有机蒙脱土对材料阻燃性较差。分析表明,不同测试方法所对应的燃烧模式不同,由于不同燃烧模式的影响,材料的阻燃机理发生不同作用,导致材料阻燃特性表征结果不同。根据插层复合材料的阻燃机理,结合不同燃烧模式下炭渣的热失重分析,讨论了材料的特殊结构与燃烧条件的相互作用,解释了表征结果差别与燃烧条件的关系。     

Ⅱ型聚磷酸铵和赛克对聚丙烯的协同阻燃作用

对Ⅱ型聚磷酸铵(APP-II)和三(2-羟乙基)异氰尿酸酯(赛克)协同阻燃聚丙烯进行了研究。结果表明,APP-II和赛克以质量比为2.5∶1复合而成的阻燃剂对PP具有良好的协同阻燃作用。当该阻燃剂添加量为30%(质量分数)时,PP的极性氧指数(LOI)为30.7%,阻燃级别达FV-0级,燃烧时的热释放速率、质量损失速率和总热释放量明显降低。热重和燃烧残余物分析结果表明,高温下APP能够促使三(2-羟乙基)异氰尿酸酯(THEIC)和PP成炭,而APP和THEIC分解释放出的氨气使炭层膨胀,由此形成的致密膨胀炭层通过隔绝作用而产生阻燃和抑烟作用。     

一种无卤阻燃乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的热分解动力学研究

通过极限氧指数法（LOI）和垂直燃烧（UL-94）测试考察了一种无卤阻燃乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA）的阻燃性能;利用热重分析法（TG）研究了纯EVA及阻燃EVA在不同升温速率下的热稳定性及热分解动力学,并采用Kissinger及Flynn-Wall-Ozawa方法计算了纯EVA和阻燃EVA的热分解表观活化能。结果表明,添加40%复合膨胀阻燃剂的EVA复合材料,极限氧指数达到28.6%,UL-94测试达到V-0级,残炭量相对纯EVA明显提高;随着升温速率增大,EVA和阻燃EVA的起始失重温度和各阶段的失重峰温均向高温方向移动;二者在第一阶段的热分解活化能均低于第二阶段,阻燃剂的添加使EVA的最大失重速率明显降低,热分解表观活化能提高,增强了材料的热稳定性和阻燃性。     

过渡金属氧化物对硬质聚氨酯泡沫阻燃和抑烟的影响

选用可膨胀石墨(EG)和聚磷酸铵(APP)为阻燃剂,过渡金属氧化物(Cu₂O、Fe₂O₃、Ni₂O₃、Co₂O₃)为协效剂,APP、EG和过渡金属氧化物的质量比固定为15: 13: 2,总添加量为30 php,制备阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料(RPUF)。使用极限氧指数(LOI)、垂直燃烧(UL-94)和锥形量热(Cone)测试,研究不同种类的过渡金属氧化物对RPUF/APP/EG泡沫阻燃性能和烟气释放的影响。LOI和UL-94垂直燃烧结果表明,加入相同添加量(2 php)的过渡金属氧化物不同程度地改变了RPUF/APP/EG的阻燃性能,其中只有Cu₂O、APP和EG复配能进一步提高RPUF/APP/EG的LOI至25.5%,表现出协同阻燃效果,而其他过渡金属氧化物的加入都或多或少地降低了材料的LOI值。Cone测试结果表明,RPUF/15APP/13EG/2Cu₂O阻燃泡沫的总热释放量和烟气产生量与RPUF/15APP/15EG相比均得到明显降低,降幅分别为22%和20%。     

新型含磷固化剂的合成与表征

为了提高环氧树脂的阻燃性,本文以苯基膦酰二氯（PPD）、3-氨基-1,2,4-三氮唑（TA）为原料,四氢呋喃作溶剂合成了新型含磷阻燃固化剂PPDTA,通过红外光谱对该化合物结构进行了分析并确认。同时采用三因素三水平正交实验研究反应时间、反应温度、反应物摩尔比对产率的影响。结果表明,当反应时间10 h,反应温度70 ℃,TA与PPD摩尔比为2.2∶1时,在惰性气氛下PPDTA的产率可达到86.4％。将产物用于固化环氧树脂,通过极限氧指数（LOI）测试和垂直燃烧（UL-94）测试表征材料的阻燃性能,当环氧树脂体系中磷的质量分数达到2.5%时,LOI值达到32.7%,并通过V-0等级,证明材料阻燃性能良好。     

磷系阻燃聚酯纤维的研制

采用共混聚合法制备磷系阻燃聚酯．重点考查了阻燃剂的加入量对切片及其纤维的热性能、物化性能、可纺性和阻燃性能的影响通过聚合、纺丝、织造和阻燃性能的测试,表明该制备工艺可行,可纺性良好;添加3％～5％的阻燃剂就可获得较高的阻燃效果,织物的抗氧指数［LOI］可达35％．     

家电用HIPS/nano-TiO_2多功能复合材料的性能

研究了家电用HIPS/nano TiO2 多功能复合塑料的加工流变性、母料分散性、吸光行为、抗菌、分解内毒素、分解异味气体及自清洁特性。结果表明 ,使用质量分数在0 5 %～ 2 0 %的nano TiO2 的复合材料加工流动性优于HIPS ;经EVA蜡改性的HIPS/nano TiO2 母料可得到良好分散效果 ;HIPS/nano TiO2 制品表现出良好的紫外吸收能力 ,nano TiO2 质量分数在 1 .0 %左右时 ,制品具有较好的抗菌、分解内毒素效果、分解异味气体及一定的表面自清洁功能     

PC/ABS合金的气相/凝聚相协同阻燃作用

分别选用2种不同阻燃机理的磷系阻燃剂,即以凝聚相阻燃为主的间苯二酚-双(二苯基磷酸酯) (RDP)和以气相阻燃为主的磷酸三苯酯(TPP),采用熔融共混法制备聚碳酸酯(PC)/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)阻燃合金. 通过垂直燃烧测试和锥形量热测试探究RDP/TPP复配对合金阻燃性能的影响,通过扫描电子显微镜(SEM)观察燃烧残炭的微观形貌. 以甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯(MBS)为相容剂,通过拉伸性能和冲击性能测试探究MBS对阻燃合金的增韧增容效果,并以SEM观察MBS对合金相界面和相形态的影响. 结果表明,RDP的凝聚相阻燃和TPP的气相阻燃作用具有协同效果,可以在PC/ABS合金中促进磷酸盐结构生成,进而有助于体系生成更连续、致密的炭层.     

Synthesis,characterization and flame-retardant properties of epoxy resins and AACHH composites

Flame retardant epoxy resins were prepared by a simple mixed method using ammonium aluminum carbonate hydroxy hydrate (AACHH) as a halogen-free flame retardant. The prepared samples were characterized by X-ray diffraction, thermogravimetric and differential scanning calorimetry, scanning electron microscope and limiting oxygen index(LOI) experiments. Effects of AACHH content on LOI of epoxy resins/AACHH composite and flame retardant mechanism were investigated and discussed. Results show that AACHH exhibites excellent flame-retardant properties in epoxy resin(EP). When the content of AACHH was 47.4%, the LOI of EP reached 32.2%. Moreover, the initial and terminal decomposition temperature of EP increased by 48°C and 40 °C, respectively. The flame retarded mechanism of AACHH is due to the synergic flame retardant effects of diluting, cooling, decomposition resisting and obstructing.     

Effect of flame retardant containing phosphorus and silicone on thermal performance of PC/ABS

A flame retardant (DPA-SiN) containing phosphorus, nitrogen and silicon elements was synthesized. The halogen free flame retardant was incorporated into PC/ABS to improve its flame retardancy. The flame-retardant properties of the PC/ABS/DPA-SiN blends were estimated by limiting oxygen index (LOI) values and CONE Calorimeter, while thermal stabilities were investigated through thermo gravimetric analysis (TGA). The PC/ABS/DPA-SiN blends were thermally degraded at 400 °C for different amounts of time and studied by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) to better understand the degradation behavior of PC/ABS/DPA-SiN. Funded by Shanghai Science and Technology Commission of China (No. 05dz22303)     

HIPS插层复合材料的结构与阻燃性的关系

根据蒙脱土(MMT)特殊的片层结构,采用熔融插层法制备了HIPS/MMT及HIPS/OMMT复合材料,并用锥形量热仪对材料的燃烧性能进行测试。结果表明,材料中蒙脱土片层的取向影响材料的阻燃性;与竖直取向的HIPS/OMMT复合材料相比,水平取向的HIPS/OMMT复合材料有更低的热释放速率和质量损失速率,具有较高的阻燃性。用扫描电镜表征了不同取向材料燃烧后炭层的形貌,表明形成的炭层也具有横、竖取向。此现象解释了插层复合材料的取向影响材料的阻燃性,为聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料阻燃机理的研究提供了依据。     

无卤阻燃ABS体系的性能

采用氧化锌（ZnO）、二氧化硅（SiO2）包覆改性ZnO及微胶囊红磷（MRP）／酚醛环氧树脂（NE）制备了无卤阻燃ABS．探讨ZnO及SiO2包覆改性ZnO的阻燃增效作用及协同作用机理．IR分析结果表明,包覆改性后在ZnO表面形成了Si-O-Zn键,表明在ZnO表面形成了SiO2包覆层．实验结果表明,ZnO及其SiO2包覆的ZnO可显著提高ABS材料的阻燃性能,并且对ABS的力学性能影响不大,当ZnO的添加量为5％时,阻燃ABS的极限氧指数（LOI）达到36％;当添加5％表面SiO2包覆量为5％的改性ZnO时,阻燃ABS的LOI达到41％．阻燃ABS试样垂直燃烧实验均可达到V-0级别．TG分析结果表明,ZnO及SiO2表面包覆改性ZnO可以促进材料成炭,增加残炭含量,提高ABS的阻燃性能     

混酸氧化碳纳米管阻燃聚酯复合材料的制备与性能研究

采用原位聚合法制得混酸氧化碳纳米管/阻燃聚酯复合材料,并采用红外光谱、差示量热扫描仪、广角X射线衍射仪和极限氧指数等方法分别对混酸氧化碳纳米管的表面官能团及其对复合材料结晶性能和阻燃性能的影响进行研究.结果表明,混酸氧化增加了多壁碳纳米管表面的羧基,添加混酸氧化碳纳米管的复合材料的结晶性能和结晶度降低,阻燃性能得到提高.     

阻燃沥青的研制

选用辽河AH-70号高等级道路沥青作为基质沥青,采用添加阻燃剂的方法制得了阻燃沥青。通过氧指数和水平燃烧系统地考察了十溴联苯醚、三氧化二锑、硼酸锌和氢氧化镁阻燃剂对沥青的阻燃效果,它们之间的协同效应,以及沥青在氢氧化铝、复合抑烟剂作用下的抑烟性能。结果表明,十溴联苯醚、三氧化二锑、硼酸锌和氢氧化镁分别对沥青具有一定的阻燃作用,其中,十溴联苯醚在这4种阻燃剂中阻燃效果优于硼酸锌、氢氧化镁和三氧化二锑,但其发烟量明显比其它阻燃剂大,三氧化二锑与十溴联苯醚之间存在着良好的协同效应,氢氧化铝和复合抑烟剂不但对沥青具有一定阻燃作用而且还有良好的抑烟作用。当它们按一定比例存在于共混体系中时,阻燃抑烟效果最佳,共混物的氧指数达到36.5%,水平燃烧达到I级难燃,发烟量较少。     

一种高苯基含量有机硅阻燃聚碳酸酯的研究

以二苯基二甲氧基硅烷为单体合成出八苯基环四硅氧烷(P4),将其作为一种无卤硅系阻燃剂与聚碳酸酯(PC)按比例共混挤出制得无卤阻燃PC。对该无卤阻燃PC样品进行极限氧指数测试、UL-94垂直燃烧测试、扫描电镜(SEM)测试、热失重分析(TGA)、熔融指数(MI)测试和力学性能测试。实验结果表明,P4对PC具有显著的阻燃效果,随着P4用量增加,PC阻燃等级不断提高;P4均与分布在P4中,燃烧后炭层随着P4用量增大逐渐致密;该阻燃PC热稳定性有一定的提高,当P4添加量较高时空气氛围中热失重测试后残炭率显著提升;添加P4的阻燃PC熔指有所上升,分子量有所降低; 该阻燃PC拉伸强度和冲击强度在P4添加量较低时下降时较明显,当P4添加量达至4wt%后,拉伸强度和冲击强度变化很小,而该阻燃PC弯曲强度随着P4添加量增加变化很小。     

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.     

季戊四醇磷酸酯/玻纤复合改性酚醛泡沫的燃烧行为

以季戊四醇磷酸酯（pentaerythritol phosphate, PEPA）和玻纤为改性剂,制备了季戊四醇磷酸酯/玻纤改性酚醛泡沫. 利用热重分析、极限氧指数、锥形量热仪对泡沫材料燃烧行为进行了分析. 测试结果表明:加入3%的PEPA,改性酚醛泡沫氧指数值增加了38%;加入3%PEPA和1%的玻纤后,改性酚醛泡沫氧指数值增加了26%;PEPA的加入能明显提高改性酚醛泡沫的初始分解温度和残炭量. 与未改性酚醛泡沫相比,PEPA改性和复合改性酚醛泡沫的最初燃烧的热释放速率分别下降47%和36%,热释放总量降低约50%,能有效降低改性酚醛泡沫引起火灾的可能性和火灾危险中的燃烧程度. 同时,PEPA改性和玻纤复合改性能显著降低酚醛泡沫质量损失速率、有效燃烧热量和烟释放速率,从而有效抑制酚醛泡沫燃烧时烟气的产生,降低其火灾危险性.     

聚酯阻燃添加剂PTBPi的应用研究

红外光谱(IR)的研究表明,聚对苯二甲陵乙二醇酯/聚四溴双酚A苯基亚磷酸酯(PET/PTBPi)有一定的溶混性。PTBPi对聚酯有良好的热稳定性作用和良好的阻燃效果(限氧指数值LOI=27.1,添加量为10%,wt)。普通聚酯和阻燃聚酯的热氧化隆解基本上符合一级反应规律。不同阻燃元素之间的组合,会产生不同程度的阻燃效果。     

环状氯化磷腈微胶囊阻燃剂的制备及性能研究

以三聚氰胺、尿素和甲醛为原料,采用原位聚合法,制备了囊心为环状氯化磷腈、囊壁为三聚氰胺-尿素-甲醛树脂的微胶囊阻燃剂.热重分析表明,微胶囊阻燃剂的热分解温度比纯环状氯化磷腈大大提高.将微胶囊阻燃剂应用于聚丙烯(polypropylene)中,阻燃效果优于纯环状氯化磷腈,且PP/环状氯化磷腈微胶囊阻燃剂材料的力学性能,特别是拉伸强度,大大优于PP/纯环状氯化磷腈材料的性能.     

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.