三嗪膨胀阻燃母粒的制备及在聚丙烯中的应用

以高熔指聚丙烯(HM-PP)粉料为基体,通过双螺杆挤出机将聚磷酸铵(APP)、三嗪成炭发泡剂(CFA)和纳米二氧化硅(Si O2)与聚丙烯进行捏合,经挤出、冷却及切粒后,制备三嗪膨胀阻燃母粒,同时研究了膨胀阻燃剂与聚丙烯基体的不同质量比对母粒加工性能的影响。将制备的阻燃母粒以一定的添加量与聚丙烯(M02)混合后直接注塑,制备阻燃聚丙烯材料,通过极限氧指数(LOI)和垂直燃烧(UL-94)测试研究了材料的阻燃性能,通过拉伸、弯曲和冲击性能的测试研究了材料的力学性能,通过扫描电镜对材料截面的测试研究了阻燃剂在材料中的分散性及相容性,同时还研究了阻燃PP材料的耐水性能。结果表明,在阻燃剂添加量为65%的时候,阻燃母粒具有很好的加工性能,加工过程中无断条现象。当母粒的添加量为33.8%(阻燃剂含量为22%)时,材料通过UL-94 V-0级,LOI值达到了34.3%,表现出很好的阻燃效果。与单独添加膨胀阻燃剂的阻燃PP材料相比,阻燃母粒与聚丙烯树脂具有更好的相容性且在树脂中分散均匀,阻燃母粒的加入提高了材料的力学性能,同时材料的耐水性能也得到了很好的提高,材料在耐水测试后依然能保持很好的阻燃性能。     

原位聚合制备阻燃PET/纳米SiO_2复合物及其性能研究

采用球磨分散法制得纳米二氧化硅/乙二醇分散液,再经原位聚合法制得阻燃PET/纳米SiO2复合物,研究了复合物的形态结构、特性粘数、阻燃性能及结晶性能。结果表明,采用球磨分散法可以将纳米二氧化硅均匀地分散于聚酯基体中;加入纳米SiO2对阻燃PET/纳米SiO2复合物特性粘数影响不大;与未加纳米SiO2阻燃聚酯相比,阻燃PET/纳米SiO2复合物的结晶性能和热稳定性能提高;极限氧指数变化不大。     

异氰酸酯类成炭剂的合成及在无卤阻燃聚丙烯中的应用

以三(2-羟乙基)异氰脲酸酯与对苯二甲酸为原料,通过熔融聚合反应,在无溶剂条件下制备出异氰酸酯类化合物(TT1),采用核磁氢谱、红外光谱、元素分析对TT1结构进行表征,通过热重对TT1的热稳定性进行测定。将TT1与结晶II-型聚磷酸铵(APP-II)按照不同比例复配得到膨胀型阻燃剂(IFR),将IFR添加到聚丙烯(PP)中,得到PP/IFR阻燃复合物。通过氧指数、UL-94垂直燃烧、锥形量热测试对PP/IFR复合物的阻燃及燃烧性能进行评定,通过TG对其热稳定性进行研究,以扫描电镜观测阻燃复合物燃烧后生成的炭层微观结构。测试结果表明,TT1和APP存在协效作用,复配的膨胀阻燃剂IFR对PP具有优良的阻燃效果。当IFR添加量为25%(质量分数,下同)时,PP/IFR的氧指数达到32.3%,UL-94垂直燃烧达到V-0级(样条厚3.0mm),且阻燃复合材料燃烧中热释速率明显减缓。     

表面改性对聚丙烯/纳米氢氧化镁复合材料性能的影响

研究了表面处理剂(钛酸酯和硅烷偶联剂)对聚丙烯/纳米氢氧化镁(MH)阻燃复合材料性能的影响。通过高压毛细管流变仪、LO I、力学测试、DSC和SEM对PP/纳米MH复合体系的结构与性能进行了研究。结果表明,所选偶联剂能有效地降低复合体系的表观黏度,改善体系的流动性。未改性的纳米MH对PP基体有异相成核作用;而表面改性剂能削弱填料对基体的异相成核作用。改性后的纳米MH粒子以独立形式均匀分散在基体中,PP与纳米MH界面的粘接力得到了加强,复合材料的拉伸性能和冲击强度有较大幅度的提高,阻燃性能也得到了改善。     

传热传质对膨胀阻燃聚丙烯裂解燃烧行为的影响

通过对膨胀阻燃聚丙烯材料在锥形量热仪实验条件下燃烧的分析和研究,建立了能够描述膨胀阻燃材料升温、燃烧过程的传热传质数学模型,分析了传热传质对材料裂解行为的影响.实验中测量了纯聚丙烯及膨胀阻燃聚丙烯在膨胀燃烧过程中的样品质量损失、质量损失速率、热释放速率和内部温度随时间变化规律.通过理论分析及实验比较发现,不同的传热传质过程,对样品裂解、燃烧及热化学行为的影响非常大.膨胀阻燃聚丙烯的传热传质过程可减缓裂解、燃烧行为.DSC的分析结果表明,炭层对传热传质的阻隔作用使膨胀阻燃聚丙烯的热稳定性增强,放热峰值降低.     

聚丙烯基纳米复合材料的物理性能

综述了聚丙烯(PP)基纳米复合材料的动态力学性能、结晶性能、阻燃性能、导电性能、分散性等物理性能的国内外研究进展。相对纯高分子材料或传统填充复合材料，聚丙烯纳米复合材料具有快的结晶速率、高的结晶温度和阻燃性能，纳米复合材料中聚丙烯结晶速率和结晶温度的提高归结于高表面积的纳米粒子存在强的异相成核作用，阻燃性能的提高归结于热稳定性提高和在少量填料时就可形成绝缘不燃炭层。     

MWNTs-OH/PET纳米复合材料的燃烧性能与阻燃机理研究

用原位聚合方法制备了纯PET和MWNTs-OH/PET纳米复合材料,用锥形量热仪测试了4种样品的燃烧性能,用场发射扫描电镜表征了纳米复合材料的微观机构。对比分析了4种样品的燃烧性能、烟及毒气释放量。结果表明复合材料的热释放速率(HRR)峰值及平均值,总放热量(THR)和有效燃烧热(EHC)平均值都有所降低,纳米复合材料的CO生成速率峰值较平缓且低于纯PET的CO生成速率,没有增加PET材料的毒性。从扫描电镜图和锥形量热仪测试结果可以初步断定,MWNTs-OH/PET纳米复合材料属于气相阻燃和凝固相阻燃机理。     

三维有序大孔铜基吸附剂的制备及除碘性能

分别采用胶晶模板法和溶胶-凝胶法制备了具有三维有序大孔(3DOM)结构和无3DOM结构的铜硅复合物。通过静态实验评价了复合物对气态碘的吸附性能。采用SEM、TEM、XRD、热重仪对吸附碘前后的样品进行了表征,并对其进行了N2等温吸附脱附测试。结果表明:所制备的3DOM铜硅复合物三维孔道结构规整;与无3DOM结构的铜硅复合物及商品纳米铜粉相比,3DOM铜硅复合物对气态碘的吸附性能明显提升,这主要归功于其发达的孔道结构、大的比表面积和纳米尺寸晶粒。这一研究为开发新型高效的碘吸附剂提供了很有价值的依据。     

硅灰石、微囊化红磷／天然水镁石复配阻燃聚丙烯的制备与性能

将改性天然水镁石分别与改性硅灰石、微囊化红磷添加到聚丙烯中，制得两种复合材料。对这两种复合材料进行冲击试验、差热分析、氧指数和垂直燃烧性能测试分析，考察了两种复合材料的力学性能和阻燃性能。实验结果表明，天然水镁石微囊化红磷复配阻燃聚丙烯体系较天然水镁石硅灰石复配阻燃聚丙烯体系阻燃性能更好同时力学性能损失较小。     

三氧化二锑-硅灰石复合填料的制备及在聚丙烯中的填充性能

以硅灰石、三氧化二锑为主要原料,采用化学沉淀法在硅灰石表面包覆纳米三氧化二锑,制备一种无机复合型阻燃粉体材料,并用硅烷1113和硬脂酸对这种复合粉体进行表面改性后填充聚丙烯制备复合阻燃材料。采用扫描电镜、粒度仪、白度仪、X射线衍射等手段对改性粉体材料表面状况进行了表征,并检测了填充聚丙烯材料的力学性能、热学性能及垂直燃烧和水平燃烧阻燃性能。结果表明:硅灰石表面均匀的包覆了一层纳米三氧化二锑;其水平燃烧时间由90s降到30s,燃烧长度由75mm降到20mm,垂直燃烧时间由60s降到10s,由不具阻燃性升高到阻燃级别为V-2。     

纳米SiO2和MgAl-SDBS-LDHs在聚丙烯中的协同分散及协效阻燃性能研究

以有机改性纳米SiO2和MgAl-SDBS-LDH为填料,采用熔融共混法制备PP/MgAl-SDBS-LDHs、PP/MgAl-SDBS-LDHs/SiO2复合材料。采用XRD、TGA、氧指数仪、水平垂直燃烧仪和锥形量热仪等方法,探讨纳米SiO2、MgAl-SDBS-LDHs在聚丙烯中的协同分散及协效阻燃性能。结果表明:相比PP/MgAl-SDBS-LDHs,PP/MgAl-SDBS-LDHs/SiO2复合材料体系的分散性得到明显改善。PP/5%MgAl-SDBS-LDHs/10%SiO2复合材料的初始分解温度较纯PP升高62℃,残留量达到11.18%。样品达到UL-94水平燃烧测试标准,极限氧指数(LOI)提高3.8,平均质量损失速率(AMLR)下降1.8g/(m2·s),生烟总量(TSP)增加4.7m2,热释放速率峰值(PHRR)下降41%。有机改性纳米SiO2改善了MgAl-SDBS-LDHs在聚丙烯中的分散性并提高了复合材料的阻燃性能。     

硅硼复配对木塑复合材料阻燃协效作用的研究

木塑复合材料(WPC)的阻燃研究近年来得到了广泛关注,硅系与硼系阻燃剂作为环境友好型阻燃剂成为了研究热点。将纳米SiO_2、聚硅氧烷分别与硼酸锌复配,应用在杨木粉-聚丙烯复合材料中测试其燃烧性能及力学性能,以判断是否具有阻燃协效作用及其对材料力学性能的影响。结果表明:纳米SiO_2、聚硅氧烷与硼酸锌之间存在阻燃协效作用,当m(纳米SiO_2)∶m(聚硅氧烷)∶m(硼酸锌)=4∶2∶4时,加入20%(wt,质量分数)的阻燃剂,阻燃型复合材料的燃烧性能达到最佳,极限氧指数为32.6%,UL-94达到V-0级,800℃时材料的残炭量达到37.2%。     

含磷纳米复合物/聚氨酯弹性体复合材料的制备与阻燃性能EI北大核心CSCD

将自制的DOPO-MMT纳米复合物添加到聚氨酯弹性体中,得到新型聚氨酯弹性体复合材料。并分别与添加了DOPO、蒙脱土(MMT)和DOPO与MMT的物理混合物等的3种体系的阻燃效果作了对比研究,探讨了各体系的阻燃性能及阻燃机理。研究表明,使用纳米复合的DOPO-MMT阻燃剂,阻燃效果要明显优于单独添加DOPO、MMT和物理混合的DOPO和MMT阻燃剂。这是因为DOPO-MMT在聚氨酯中实现了MMT纳米级别的分散,DOPO的气相阻燃和MMT的凝聚相阻燃共同作用抑制了燃烧过程,使得聚氨酯复合材料的UL-94垂直燃烧达到V-2级别,锥形量热测试中有最低的热释放速率和热释放量,材料获得了良好的阻燃效果。     

含磷纳米复合物/聚氨酯弹性体复合材料的制备与阻燃性能

将自制的DOPO-MMT纳米复合物添加到聚氨酯弹性体中,得到新型聚氨酯弹性体复合材料。并分别与添加了DOPO、蒙脱土(MMT)和DOPO与MMT的物理混合物等的3种体系的阻燃效果作了对比研究,探讨了各体系的阻燃性能及阻燃机理。研究表明,使用纳米复合的DOPO-MMT阻燃剂,阻燃效果要明显优于单独添加DOPO、MMT和物理混合的DOPO和MMT阻燃剂。这是因为DOPO-MMT在聚氨酯中实现了MMT纳米级别的分散,DOPO的气相阻燃和MMT的凝聚相阻燃共同作用抑制了燃烧过程,使得聚氨酯复合材料的UL-94垂直燃烧达到V-2级别,锥形量热测试中有最低的热释放速率和热释放量,材料获得了良好的阻燃效果。     

纳米SiO2与间苯二酚-双(二苯基磷酸酯)对聚碳酸酯-ABS合金的协同阻燃机制

选用以凝聚相阻燃机制为主的间苯二酚-双(二苯基磷酸酯)(RDP)作为阻燃剂,纳米SiO₂为协效剂,以熔融共混法制备了聚碳酸酯(PC)-丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)阻燃合金。通过垂直燃烧(UL94)和锥形量热测试(Cone)探究了纳米SiO₂与RDP复配对PC-ABS合金阻燃性能和燃烧行为的影响。采用SEM观察燃烧残炭的微观形貌,用EDS分析炭层表面元素含量的变化,进一步探究了纳米SiO₂与RDP在PC-ABS凝聚相中的协效阻燃机制。通过拉伸性能和冲击性能测试研究纳米SiO₂与RDP复配对PC-ABS合金力学性能的影响及甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯(MBS)对PC-ABS合金的增韧增容作用。结果表明,纳米SiO₂与RDP可以在凝聚相中形成Si—O—P化合物,对PC-ABS合金的燃烧炭层起到增强作用,从而改善PC-ABS合金的阻燃性能;适量MBS的加入可以提高PC-ABS合金的冲击强度和断裂伸长率,但会降低其阻燃性能。      

聚丙烯薄膜的表面结构与驻极体性能相关性研究

以聚丙烯颗粒为原料、表面纳米化石英玻璃为模板,通过热压法制得表面具有不同形貌的聚丙烯薄膜,再经电晕充电形成驻极体。采用原子力显微镜技术分析了薄膜的表面结构,并用表面电位跟踪和热刺激放电技术测试了不同表面结构聚丙烯薄膜的电荷存储性能。表面电位测试结果表明,其电荷存储性能与薄膜表面的微观结构密切相关,薄膜表面越粗糙,捕获电子的能力越强,但其电荷存储稳定性差异不大。热刺激放电技术测试结果表明,其陷阱能级与表面粗糙度无关。     

新一代潜在阻燃高分子材料--聚合物/无机物纳米复合材料

文章综述了一类新型潜在阻燃高分子材料--聚合物/无机物纳米复合材料。简述了这类材料的特征及制备方法,详述了PPgMA（顺丁烯二酸酐接枝聚丙烯）/LS（层状硅酸盐）及PS/LS两种纳米复合材料的阻燃性能,并讨论了材料结构与阻燃性的关系。     

碳纳米管/三嵌段聚合物(PPP)无溶剂流体的制备及对聚丙烯性能的影响

采用三嵌段聚合物(PPP)对酸化碳纳米管(MWNTs-COOH)进行改性,制备MWNTs-COOH/PPP无溶剂流体。采用流变仪研究其流变性能,采用差热扫描(DSC)研究不同制备方法对MWNTs-COOH/PPP/聚丙烯复合材料性能的影响。结果表明,无溶剂存在时,MWNTs-COOH/PPP复合物具有液体的特征,碳纳米管含量为27.37%。以MWNTs-COOH/PPP复合物作为增强材料,采用溶液法和机械法制备聚丙烯纳米复合材料,碳纳米管可以使聚丙烯的结晶度有一定程度提高。     

阻燃剂及加工助剂对三元乙丙橡胶性能的影响

研究了三元乙丙橡胶(EPDM)绝热材料配方中的阻燃体系和交联剂对其性能的影响。结果发现,引入次磷酸铝复合物(AHP)、聚磷酸铵(APP)阻燃体系能降低EPDM绝热材料的线性烧蚀率,次磷酸铝复合物阻燃剂能够有效地提高EPDM的耐烧蚀性能和隔热性能。扫描电镜显示,AHP还可以促进EPDM形成隔热性能更好的炭层。随着烧蚀时间的延长,添加了次磷酸铝复合物的EPDM烧蚀率相比添加了APP阻燃剂的更低,在60 s时为0.046 mm/s,绝热层隔热性能最佳,仅为46.4℃。采用力学性能测试、热重分析、隔热性能测试、热裂解气相色谱/质谱联用(Py-GC/MS)测试分别对含AHP体系,交联剂分别为过氧化二异丙苯(DCP)和二-(叔丁基过氧化异丙基)苯(BIPB)的EPDM及其裂解产物进行了分析。发现添加BIPB的EPDM的力学性能虽然下降约30%,背面温度上升17℃,但其热稳定性几乎不受影响,有害的热裂解产物种类明显减少。     

原位聚合法制备尼龙66/蒙脱土纳米复合材料及其性能

采用原位聚合法制备了尼龙66/有机蒙脱土纳米复合材料,利用TEM观察了复合材料的微观结构,测试了其力学性能、热稳定性和阻燃性能,探讨了复合材料结构与性能之间的关系。研究结果表明:蒙脱土以纳米尺度均匀分散在尼龙66基体中,蒙脱土的加入改善了材料的力学性能、热稳定性和阻燃性能。