多羟基结构三嗪成炭剂在膨胀阻燃PP中的应用

以二乙醇胺为侧链,三聚氯氰和哌嗪为主链,采用一锅法制备了一种多羟基三嗪成炭剂(CDP),将其与聚磷酸铵(APP)复配成膨胀阻燃剂(IFR)用于阻燃聚丙烯(PP)。采用垂直燃烧、极限氧指数、热失重分析等手段研究了阻燃PP的阻燃性能和热稳定性,并用扫描电子显微镜(SEM)对炭层形貌进行了研究。结果表明,APP和CDP具有良好的协同阻燃效果,当APP与CDP质量比为2∶1时,协同阻燃效果最优,仅添加20% IFR,即可使PP达到UL94 V–0级别,LOI为29.5%。热失重分析表明该复合材料在800℃具有最高的残炭量,SEM也显示形成了连续致密的炭层。     

累托石/膨胀型阻燃剂协同阻燃聚丙烯的研究

以硝酸为酸化剂,氯化钠为钠化剂,十六烷基三甲基溴化铵(HDTMA·Br)为插层剂,采用"酸化-钠化-插层"工艺制备了有机累托石(OREC)。并采用熔融插层法制备了聚丙烯(PP)/膨胀型阻燃剂(IFR)/OREC阻燃复合材料。探讨了OREC对PP膨胀阻燃体系的影响,通过X射线衍射(XRD)、极限氧指数、热重分析(TG)、扫描电子显微镜(SEM)对阻燃复合材料的微观结构、阻燃性、热稳定性及成炭情况进行了研究。结果表明：PP高分子链插层进入有机累托石层间,形成了插层型复合材料。OREC与IFR具有明显的协同阻燃性。OREC添加量为2 %时,复合材料的极限氧指数达到31 %,较单独添加IFR时高出4.8 %;与纯PP相比,复合材料残炭量由6 %提高到22 %。SEM分析表明复合材料的成炭性较好。     

有机-金属杂化化合物阻燃聚丙烯的研究

将有机-金属杂化三嗪化合物（SCTCFA-ZnO）与聚磷酸铵（APP）复配制备了膨胀型阻燃剂（IFR）,通过极限氧指数测试、垂直燃烧测试、锥形量热分析、热失重分析和扫描电子显微镜分析等表征方法研究了SCTCFA-ZnO/APP的协同作用对PP复合材料阻燃性能的影响。结果表明,APP与SCTCFA-ZnO复配可以有提高PP材料的阻燃性能,当IFR的添加量为25 %（质量分数,下同）,且APP/SCTCFA-ZnO的质量比为2/1时,复合材料的极限氧指数最高,达到31.1 %,达到UL 94 V-0级;IFR可提高复合体系的温热稳定性,阻燃复合材料燃烧后会形成一层致密、连续的炭层,从而起到良好的阻燃效果。     

改性海泡石与金属氧化物对膨胀阻燃PP燃烧性能的影响

采用极限氧指数、垂直燃烧、TGA、FTIR和SEM等方法研究了改性海泡石(SP)及金属氧化物(ZnO、Ni2O3)对聚丙烯(PP)/马来酸酐接枝三元乙丙橡胶(EPDM-g-MAH)/膨胀阻燃剂(IFR)体系燃烧性能的影响。极限氧指数和垂直燃烧结果表明:SP及金属氧化物均对IFR有一定的协效作用,能提高体系的极限氧指数和阻燃性能。TGA结果表明:SP可以提高燃烧残余炭层的稳定性和残炭率。SEM观察表明:SP与ZnO复配体系的燃烧残余炭层更致密和连续。FTIR测试发现SP、金属氧化物促进了IFR在PP体系中的交联成炭作用,较快生成连续的保护性炭层。     

空心玻璃微珠对膨胀阻燃聚丙烯材料的阻燃协效研究

采用三嗪成炭剂(CFA)和聚磷酸铵(APP)制备膨胀阻燃剂(IFR),将空心玻璃微珠(HGM)加入IFR进行协效阻燃,探讨HGM对PP/IFR/HGM的氧指数、垂直燃烧、热降解行为、炭层形貌的影响。结果表明:PP/IFR/HGM(5%)复合材料的LOI为32.6%,1.6 mm样条垂直燃烧通过V-0级。PP/IFR/HGM(5%)最大热失重温度为494.3℃,800℃残炭率为9.5%,与纯PP相比,热分解速率降低,热稳定性提高,残炭量增多。HGM的加入使复合材料的阻燃性能明显提高,PP/IFR/HGM(5%)热释放速率峰值为183 kW/m2,总热释放量为3 456.2 MJ/m2。空心玻璃微珠使PP/IFR/HGM(5%)复合材料的炭层更致密。     

硅胶与膨胀型阻燃剂复配阻燃LGF/PP复合材料的性能研究

研究硅胶(SG)作为协效剂与IFR协同阻燃LGF/PP复合材料的性能。通过极限氧指数(LOI)、垂直燃烧(UL-94)、锥形量热仪(CONE)、热重分析法(TG)、扫描电子显微镜(SEM)、力学性能等测试表征LGF/PP/IFR/SG阻燃复合体系的性能。结果表明:当硅胶用量为2%时,阻燃复合材料的LOI为29.4%,且燃烧等级达到V-0级;CONE测试结果表明LGF/PP/IFR/SG阻燃复合材料的第一热释放速率峰值降低,而第二热释放速率峰消失;LGF/PP/IFR/SG阻燃复合材料具有较好的热稳定性,且产生致密均匀的炭层;并研究硅胶用量对复合材料力学性能的影响。     

硅酮粉与复合膨胀阻燃剂协同作用对聚丙烯阻燃性能的影响

研究了硅酮粉、聚磷酸铵(APP)与季戊四醇(PER)组成的复合膨胀阻燃剂(IFR)协同作用对聚丙烯(PP)热降解及阻燃性能的影响。通过TGA、LOI极限氧指数表征了PP材料热降解及阻燃性能。采用扫描电镜(SEM)表征了燃烧后残留炭层的表面形貌。结果表明:在PP燃烧过程中,硅酮粉能促进形成致密的,紧凑的膨胀阻燃炭层。当阻燃剂用量占体系的30%时,在聚丙烯阻燃体系中,硅酮粉与膨胀性IFR阻燃剂协同阻燃效果比单独使用IFR的阻燃效果好。硅酮粉与膨胀性IFR阻燃剂协同阻燃效果最佳用量为:硅酮粉为2%,IFR为28%。     

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。     

埃洛石纳米管对膨胀阻燃聚丙烯阻燃性能的影响

以聚磷酸铵(APP)和季戊四醇(PER)为膨胀阻燃体系(IFR)制备了含有埃洛石纳米管(HNTs)的无卤膨胀阻燃聚丙烯(PP)复合材料。通过极限氧指数和热失重分析仪(TGA)以及锥形量热仪(CONE)研究了天然纳米材料埃洛石纳米管(HNTs)的加入对膨胀阻燃PP阻燃性能与热稳定性的影响,并通过扫描电镜(SEM)对残炭形貌进行了观察和分析。结果表明,加入2份(质量分数,下同)的HNTs后,材料的极限氧指数提高到32%,达到UL-94V0级别,热释放速率降低到222kW/m2,加入HNTs后形成的炭层结构更致密,阻燃效果更好。     

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。     

一种磷-氮阻燃剂的合成及其在聚丙烯中的应用

采用高温高压溶液聚合法合成了一种新型磷-氮阻燃剂N-对苯二甲酸-N'-(N-亚磷酸-乙二胺)-乙二胺(IFR)。将制得的阻燃剂与聚磷酸铵(APP)进行复配,并与聚丙烯(PP)进行共混,制备了阻燃PP复合物。通过极限氧指数(LOI)测定、垂直燃烧实验(UL94)、热重分析(TG)测试对复合材料的阻燃性能和热稳定性进行了表征,并借助扫描电子显微镜(SEM)表征了残炭表面形态。结果表明,当添加9%IFR和21%APP时,PP/IFR/APP体系的极限氧指数达到最大,为28.8%,并通过了UL94 V-0级。在该比例下燃烧所形成的炭层呈现出膨胀的连续结构,可以很好覆盖于材料表面形成阻隔效果。这表明该阻燃剂与APP复配对PP具有良好的阻燃作用。     

IFR/OMMT协同阻燃长玻纤增强聚丙烯的阻燃性能和热稳定性能研究

以膨胀阻燃剂(IFR)和有机蒙脱土(OMMT)协效阻燃剂对长玻纤增强聚丙烯复合材料(LGFPP)进行阻燃改性,研究OMMT与IFR阻燃剂的协同效应对LGFPP阻燃性能和热稳定性能的影响。采用氧指数(LOI)和热失重分析(TGA)表征LGFPP的阻燃性能和热稳定性能,并通过扫描电镜(SEM)观察燃烧后的炭层形貌。结果表明,OMMT的加入提高了LGFPP/IFR体系的阻燃性能和热稳定性能;当OMMT添加量为2%时,体系的氧指数达到24.2%,燃烧后的残炭物形成致密的硅酸盐保护层。     

基于胞苷酸阻燃剂的制备及其对PP阻燃性能的影响

为了提高膨胀阻燃剂(IFR)对于聚丙烯(PP)的阻燃效率,选择具有阻燃潜质的胞苷酸衍生物作为协效剂。胞苷酸与三缩水甘油基异氰尿酸酯反应形成阻燃微球,同时引入镍离子与磷酸基团反应成盐,以提高其热稳定性,得到基于胞苷酸镍的阻燃微球TC-Ni,通过红外光谱研究了其结构。将TC-Ni与膨胀阻燃剂(IFR)复合,通过熔融共混法制备阻燃PP复合材料。通过极限氧指数、垂直燃烧等研究了复合材料的阻燃性能,通过热失重分析测试其热稳定性,采用扫描电镜观察炭层结构。结果表明,添加17%IFR和1%TC-Ni可以使样品通过UL94 V–0级别,并且其LOI提高到29.2%。TC-Ni改善了PP/IFR形成的膨胀炭形态和完整性,使炭层表层炭致密,内层多孔,从而有效地提高了PP/IFR体系的阻燃效率。     

有机硅改性环糊精在膨胀阻燃聚丙烯中协同作用的研究

以1,1,3,3-四甲基二硅氧烷、烯丙基缩水甘油醚、β-环糊精(β-CD)为原料合成了一种新型有机硅改性环糊精(CDS)。红外光谱测试表明,环糊精接枝到硅氢加成反应制得的聚合物链端。利用热重分析、氧指数测试、垂直燃烧、扫描电镜分析等手段对比探讨聚丙烯(PP) /膨胀阻燃剂(IFR) /β-CD和PP/IFR/CDS复合材料热失重行为、阻燃性能、微观结构及力学性能。结果表明,IFR/CDS具有良好的协同阻燃作用,同时提高了材料的力学性能。当CDS含量为1.5 %（质量分数,下同）时,PP/IFR/CDS复合材料的极限氧指数为35.0 %, 垂直燃烧通过UL94 V-0测试,拉伸强度、弯曲强度和冲击强度分别比PP/IFR/β-CD复合材料提高了8.6 %、16.8 %和70.7 %。     

PP/IFR/水滑石阻燃复合材料的研究

通过极限氧指数(LOI)测定、垂直燃烧试验和锥型量热分析,研究了结晶性聚磷酸铵(APP)和三嗪成炭剂组成的膨胀型阻燃剂(IFR)对聚丙烯(PP)的阻燃作用,并考察了复合水滑石和对IFR的表面处理对阻燃PP的阻燃性能、热稳定性和力学性能的影响。结果表明:该IFR对PP具有良好的阻燃作用,当APP与三嗪成炭的质量比为3∶1,IFR质量分数为20%时,阻燃PP的LOI就达28.0%,阻燃等级达V-0,复合少量水滑石并对IFR进行表面处理不影响复合材料阻燃性能,但改善了阻燃PP的热稳定性和力学性能。     

4A分子筛对EVA/APP/PETA复合材料阻燃性能的影响

以聚磷酸铵(APP)和聚对苯二甲酰乙二胺(PETA)复配制备了无卤阻燃乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)/膨胀型阻燃体系(IFR)复合材料,通过极限氧指数仪、热失重分析仪(TG)和扫描电镜(SEM)分析了4A分子筛对复合材料的阻燃性能、热稳定性能和复合材料残炭表面形貌的影响。结果表明,当4A分子筛添加量为2%时,复合材料的极限氧指数达39%,比未添加4A分子筛的提高了4%,垂直燃烧达到V-0级。SEM表明,4A分子筛的加入提高了样品残炭表面致密度。     

改性赤泥协同膨胀型阻燃剂阻燃聚乙烯

以聚磷酸铵（APP）、季戊四醇（PER）和三聚氰胺（MEL）复配的膨胀型阻燃体系（IFR）为主要阻燃剂,表面改性后的赤泥（Ti-MRM）作为协效剂阻燃聚乙烯（PE）,采用熔融共混法制备PE基阻燃复合材料（PE/IFR-Ti-MRM）。通过热重分析仪（TGA）、垂直燃烧仪（UL-94）、极限氧指数测定仪（LOI）及扫描电镜（SEM）等对其热氧稳定性、燃烧等级、阻燃性能和残炭形貌进行了表征与分析。结果表明：加入改性赤泥的PE/IFR-Ti-MRM复合材料形成的炭层更加致密和连续,当最优配比时,复合材料的极限氧指数达到32.2,燃烧等级达到V-0级;而PE/IFR阻燃复合材料的极限氧指数只能达到27.5,燃烧等级为V-2级。     

三聚氰胺表面改性碳纳米管对聚丙烯阻燃性能的影响

采用三聚氰胺(MEL)对多壁碳纳米管(MWNTs)进行表面改性,获得MEL改性多壁碳纳米管(MEL-MWNTs),利用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、热失重分析仪(TGA)对改性产物MEL-MWNTs的结构进行表征。通过熔融共混将MEL-MWNTs用于提高聚丙烯(PP)的阻燃性能,通过极限氧指数、垂直燃烧(UL 94)、锥形量热分析(CONE)和TGA测试PP/MEL-MWNTs复合材料的阻燃及热稳定性;通过扫描电子显微镜(SEM)观察炭层结构,并测试复合材料的力学性能。结果表明,少量MEL-MWNTs(≤3 %)(质量分数,下同)可以明显改善PP的阻燃性能,3 %的MEL-MWNTs使PP的极限氧指数从18 %提高到22 %,UL 94中开始产生熔滴的时间也从3.7 s延长到30.0 s,燃烧后形成致密炭层;热释放速率及总量均比纯PP有所降低;同时MEL-MWNTs的加入使PP复合材料的拉伸强度有一定提升,但断裂伸长率降低。     

无卤膨胀阻燃长玻纤增强聚丙烯性能研究*

利用无卤膨胀阻燃剂(IFR)阻燃长玻纤增强聚丙烯(LGFPP)复合材料,研究IFR的添加量对复合材料阻燃性能、热稳定性能、燃烧性能和力学性能的影响。结果表明,加入IFR使复合材料燃烧后生成了具有阻燃作用的炭层,显著提高了复合材料的阻燃性能。随IFR添加量的增加,复合材料的极限氧指数(LOI)逐渐提高,热释放速率峰值及其平均值、总热释放速率和生烟速率逐渐降低,力学性能略有下降。当IFR质量分数为20%时,复合材料的LOI和垂直燃烧等级分别达到了24.4%和UL 94 V-0级。     

不同膨胀型阻燃剂改性聚丙烯/聚乳酸复合材料

用两种不同的膨胀型氮磷阻燃剂(IFR1和IFR2)阻燃改性聚丙烯(PP)/聚乳酸(PLA)复合材料。结果表明:两种阻燃剂在PP/PLA基体中都具有良好的分散性和界面粘合性。阻燃剂的加入降低了材料的力学性能,而含有25%阻燃剂的PP/PLA复合材料就能到达垂直燃烧试验(UL-94)的V0等级。燃烧过程中阻燃剂通过在材料表面形成致密的炭层来提高材料的阻燃性,其中IFR1对PP/PLA体系的阻燃改性效果更好。从力学性能和阻燃效果的双重考虑,质量含量25%的阻燃剂适合于PP/PLA材料的阻燃改性。