阻燃型PETMF/WPU复合材料的制备与性能研究

用聚酯/碱溶性聚酯（PET/COPET）海岛纤维无纺布含浸含磷自阻燃的水性聚氨酯（WPU）浆料，通过干法凝固、碱减量和后整理等工艺制备阻燃型聚酯超细纤维/水性聚氨酯（PETMF/WPU）复合材料。分析并探讨不同固含量含磷自阻燃的WPU浆料对PETMF/WPU复合材料的阻燃性能和力学性能的影响。采用锥形量热仪、极限氧指数和垂直燃烧对其阻燃性能进行表征；采用电子扫描显微镜对其微观结构进行表征；采用TGA对其热稳定性进行表征。结果表明：当固含量达到35wt%时，PETMF/WPU复合材料的LOI值达到31.7%，垂直燃烧达到V-0级，在燃烧过程中能够自熄且无熔滴产生，力学性能仍能满足行业标准，使用含磷自阻燃原料减少了燃烧过程中有害气体的释放。     

氧化石墨烯增强聚氨酯阻燃及力学性能的研究

为提高聚氨酯(PU)材料的阻燃及力学性能,采用熔融共混的方法制备了含磷阻燃剂的氧化石墨烯/聚氨酯(GO/PU)复合材料。分析了GO/PU复合材料的微观结构及燃烧后碳层的形貌,研究了GO的用量对GO/PU复合材料阻燃性能及其老化前后力学性能的影响。结果表明:随着GO用量的增加,GO/PU复合材料的阻燃性能逐渐增加,加入5%的GO时,LOI值达到39.8%,垂直燃烧等级为V-0级;加入含磷阻燃剂后,GO/PU复合材料力学性能有所下降;添加GO后,对GO/PU复合材料的力学性能起到增强的作用,复合材料的耐老化性能也随着GO含量的增加而提高。     

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。     

HIMCP的合成及其对PET阻燃性能的影响

将含氮杂环化合物咪唑引入六氯环三磷腈(HCCP)中得到一种新型磷腈类阻燃剂——六(4-咪唑亚甲基苯氧基)环三磷腈(HIMCP),并对其结构进行了表征。同时通过极限氧指数(LOI)、垂直燃烧测试和热重分析(TGA)研究了HIMCP对聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)阻燃性能的影响,并探究了HIMCP的阻燃机理。结果表明:当HIMCP添加量为6%时,PET/HIMCP复合材料的LOI达到最大值(33.3%);PET/HIMCP复合材料的阻燃等级均能达到UL 94V-0级。另外,PET/HIMCP复合材料的残炭内部为多孔结构,而其外表面则形成了均匀而且致密的炭层,从而使材料的阻燃性能得到有效改善。     

膨胀型阻燃剂对PBT阻燃性能及力学性能的影响

通过熔融共混制备出了聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)/膨胀型阻燃剂(IFR)复合材料,采用UL 94垂直燃烧、极限氧指数测试(LOI)、扫描电子显微镜(SEM)、拉伸和冲击测试来表征其阻燃性能和力学性能;系统地研究了不同含量的IFR对PBT阻燃性能、力学性能的影响。实验结果表明,随着阻燃剂IFR含量的增加,PBT/IFR复合材料的阻燃性能逐渐提高,但其力学性能相应地下降。当阻燃剂质量分数为30%时,达到V-0级,综合性能最佳。     

层状阻燃结构对PBT/IFR复合材料性能的影响

通过熔融共混和模压成型技术制备了聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)/膨胀型阻燃剂(IFR)共混和层状复合材料,其中层状复合材料为3层阻燃结构,内层为非阻燃层(纯PBT),内层外面两层为阻燃层(PBT/IFR)。通过UL94垂直燃烧、极限氧指数(LOI)以及拉伸和冲击性能测试对比分析了两种复合材料的阻燃性能和力学性能。结果表明,与PBT/IFR共混复合材料相比,PBT/IFR层状复合材料的阻燃性能提高幅度更大,虽然低IFR含量下其力学性能低于共混复合材料,但随着IFR含量增加,力学性能下降幅度更小。当层状复合材料中的阻燃层/非阻燃层/阻燃层的厚度比为1.5 mm/1 mm/1.5 mm,即IFR质量分数为22.5%时,其拉伸强度、断裂伸长率和冲击强度与相同IFR用量下的共混复合材料相当,而阻燃性能与IFR质量分数为30%的共混复合材料相当,其UL 94阻燃等级达到V–0级,LOI提高到24.4%。这表明,采用层状阻燃可控受限结构,可在较低的IFR用量下更好地提高PBT/IFR复合材料的阻燃性能,同时减缓了力学性能下降的幅度。     

氢氧化铝含量对聚酯/玻璃纤维复合材料阻燃性能和力学性能的影响

通过熔融混炼和模压成型工艺,制备含氢氧化铝(ATH)的干式不饱和聚酯/玻璃纤维(UP/GF)共混复合材料。采用氧指数法(LOI)和垂直燃烧法(UL94)表征UP/GF复合材料的阻燃性能,采用DMA研究UP/GF复合材料的动态力学性能,采用静态力学方法研究UP/GF复合材料的冲击和弯曲性能。结果表明:UP复合材料中,ATH的含量在25%时,既能够满足V—0级阻燃级别,氧指数值为28.7%,且材料的冲击和弯曲强度分别为5.66kJ/m2和58.72MPa,同时也有较好的动态力学性能。     

含磷硅阻燃PET的制备及其结构与性能研究

在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)中引入阻燃剂[(6-氧代-6H-二苯并[c,e][1,2]氧磷杂己环-6-基)甲基]丁二酸(DDP),采用共聚法得到含磷阻燃PET,将其与纳米二氧化硅(Si O2)共混,得到Si O2质量分数为2%~8%含磷硅阻燃PET,并对其结构与性能进行了研究。结果表明:DDP阻燃剂以共聚形式引入到PET大分子链中,含磷阻燃PET随着DDP含量的增加其特性黏数增大,但DDP的摩尔分数为7%时其聚合难度增大;DDP的加入抑制了PET的结晶,Si O2的加入促进了PET的结晶;随着DDP含量的增加,PET的起始分解温度下降,含磷硅阻燃PET在800℃氮气氛围下质量保持率可达13.6%;随DDP含量的增加,含磷阻燃PET的极限氧指数(LOI)增大,当DDP摩尔分数为5%时,LOI达到了30.2%,加入质量分数为8%的Si O2后,含磷硅阻燃PET的LOI为31.5%,垂直阻燃性能达UL-94 V-0级;Si O2的加入能提高含磷硅阻燃PET的抗熔滴效果,使阻燃后的炭层石墨化程度提高。     

氢氧化镁阻燃增强PET复合材料的性能研究

利用共混的方法制备了聚对苯二甲酸乙二醇酯/氢氧化镁(PET/Mg(OH)_2)复合材料,全面考察了Mg(OH)_2用量对阻燃增强PET/Mg(OH)_2复合体系力学性能和阻燃性能的影响。极限氧指数(LOI)测试结果表明,Mg(OH)_2有效提高了PET/Mg(OH)_2复合材料的阻燃性能,且随着Mg(OH)_2用量的增加,复合材料的LOI逐渐增大,而熔滴数量逐渐减少;UL 94结果表明,复合材料的燃烧时间变短,燃烧温度降低,使UL 94等级提高到了V-0;力学测试结果表明,随着Mg(OH)_2含量的增加,PET/Mg(OH)_2复合材料的断裂强度和屈服强度呈现先增大后减小的趋势,而复合材料的断裂伸长率则先减小后增大;PET/Mg(OH)_2复合材料的冲击强度随着Mg(OH)_2用量的增加而减小,即复合材料的韧性逐渐降低。总之,Mg(OH)_2对结晶性能和阻燃性能均具有明显的促进作用,具有较好的应用前景。     

偏硼酸钡在红磷阻燃增强尼龙中的应用研究

采用熔融共混法制备了尼龙(PA6、 PA66)/红磷母粒/玻纤/偏硼酸钡复合材料。通过力学性能测试、 UL94垂直燃烧法、灼热丝试验、氧指数(LOI)等研究了偏硼酸钡对复合材料力学性能和阻燃性能的影响。力学性能测试结果表明,加入偏硼酸钡不影响复合材料的强度,但会降低缺口冲击强度;阻燃测试结果表明,偏硼酸钡在红磷阻燃尼龙中有良好的协效作用,可使复合材料阻燃性能达到UL94 V-0 (1.6 mm)等级,且灼热丝起燃温度(GWIT)可达750℃;氧指数测试结果表明,加入偏硼酸钡能有效提高复合材料的氧指数。