纳米无机粒子协同聚磷酸铵阻燃高分材料的研究进展

综述了近年来纳米无机粒子用作聚磷酸铵(APP)阻燃协效剂对高分子材料阻燃改性的研究现状和进展,介绍了几种无机纳米粒子(包括纳米蒙脱土、纳米SiO_2、纳米CaCO_3、碳纳米管和石墨烯)的阻燃特点,并指出今后纳米无机粒子协同阻燃的发展方向。     

纳米碳材料在聚合物阻燃中的应用研究进展

综述了近年来纳米碳材料在聚合物阻燃应用方面所取得的研究进展,重点讨论了碳纳米管、富勒烯、石墨烯和纳米炭黑等纳米碳材料在单独用作阻燃剂、改性后用作阻燃剂以及与其他物质协同阻燃聚合物方面取得的研究成果,并指出聚合物/纳米碳材料阻燃体系的研究应侧重于阻燃机理,并将纳米碳材料与其他阻燃剂协同使用,以便发挥各自的优势。     

改性聚磷酸铵/海泡石协同膨胀阻燃聚丙烯应用研究

近些年,聚合物纳米填充阻燃材料吸引了广泛的关注,和传统聚合物材料相比,添加纳米材料后使聚合物纳米材料的力学性能和阻燃性能显著改善。高模量、较强的阻隔作用、较高热稳定性、较好的力学性能等显著特征,使聚合物纳米材料具有广泛的应用前景。目前文献关于纳米阻燃聚合物材料的报道主要以层状硅酸盐纳米材料为主。     

微纳米材料改性地质聚合物的研究进展

地质聚合物作为新兴的绿色环保、低能耗胶凝材料,具有早期强度高、耐酸碱等优异性能,但脆性大、韧性差等缺陷影响其推广应用;在地质聚合物中掺入微纳米材料可以有效地改善地质聚合物的性能,提高其韧性。微纳米材料在地质聚合物中均匀分散是保证改性后地质聚合物具有优良性能的关键,为此,可在掺入过程中采用外力的方法进行分散,也可对微纳米材料进行表面改性来提高其分散性能,且表面改性后的微纳米材料能够更好地与地质聚合物基体结合。本文综述了纳米颗粒(如纳米二氧化硅、纳米二氧化钛)、碳纳米管、石墨烯、微米颗粒(如粉煤灰微球、硅灰)、微米纤维(如碳化硅晶须)等微纳米材料对地质聚合物的改性研究成果,总结了常见微纳米材料改性地质聚合物的分散方法及作用机理。其分散方法包括机械搅拌、超声分散和分散剂表面修饰。微纳米材料对地质聚合物的作用机理主要有填充作用、成核作用和桥接作用。微纳米材料能够填充地质聚合物的孔隙和裂缝,改善地质聚合物的孔结构;微纳米材料能够作为成核位点加速地质聚合物的缩聚过程,改善地质聚合物的微观结构与宏观性能;纤维状的微纳米材料具有桥接作用,可阻止裂缝的生成及扩展。此外,对于表面有基团(如羟基、羧基等)的...     

纳米材料在提高原油采收率中的研究进展

近年来,油田采油过程对驱油材料的性能提出了更高的要求,使用纳米材料是从微观角度提升驱油剂性能的重要方法。研究表明,对纳米材料进行改性处理,如表面接枝改性、构造核-壳分子结构等,以及将纳米材料与其他驱油材料(如聚合物、表面活性剂等)复配,可从降低油水界面张力、乳化原油降低原油粘度、改善岩石表面润湿性、稳定泡沫等方面推动原油流动,可见纳米材料在提高原油采收率方面具有重要意义。综述了近几年国内外纳米SiO₂、纳米TiO₂、纳米纤维素、聚合物纳米微球、纳米石墨烯等纳米材料在驱油材料中应用的研究进展,解析了其研发中的瓶颈问题及今后的研发方向,评述了各种纳米材料提高原油采收率、抗温、抗盐等性能,以期为相关研究提供借鉴。     

纳米改性增强超高分子量聚乙烯复合材料研究进展

纳米材料具有极大的比表面积、宏观量子隧道效应、体积效应和尺寸效应;采用具有特殊性能的纳米材料填充改性聚合物是增强聚合物材料性能的最有效方法之一。通过单相或多相纳米材料填充改性超高分子量聚乙烯(UHMWPE),可使复合材料的性能得到不同程度的改善和提高。综述了纳米材料改性增强UHMWPE复合材料的摩擦学性能、力学性能、电学性能、生物相容性、热学性能等;展望了纳米填充UHMWPE复合材料的发展方向和应用前景;提出采用微量的高性能纳米材料改性聚合物以大幅度提高复合材料的性能是未来研究的重要方向。     

不同粒径可膨胀石墨协同聚磷酸铵对环氧树脂燃烧性能的影响

制备了环氧树脂(EP)/聚磷酸铵(APP)/可膨胀石墨(EG)阻燃材料。采用极限氧指数(LOI)、垂直燃烧(UL-94)、热重分析(TGA)及扫描电镜(SEM)研究了EG及其粒径对材料阻燃性能和燃烧成炭效果的影响。结果表明,EG具有一定的协同阻燃效果;EP/APP/EG复合材料燃烧过程均无溶滴现象;EG可提高EP/APP高温残留量,并能有效提高燃烧炭层膨胀体积;与50 mesh EG相比,100 mesh EG具有更好的协同阻燃以及协同成炭效果。     

纳米技术在材料阻燃改性中的应用

介绍了纳米技术在阻燃材料中的应用进展。层状硅酸盐、层状双氢氧化物、碳纳米管等制备的聚合物／纳米复合材料，其热稳定性有所提高，但要和阻燃剂协同使用才能达到最佳的阻燃效果。常规阻燃剂的纳米化不仅可以提高阻燃效率，还可降低阻燃剂的添加量，改善阻燃材料的物理机械性能。     

聚磷酸铵/膨胀石墨协同阻燃EVA的阻燃机理

对聚磷酸铵(APP)和膨胀石墨(EG)协同阻燃乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)及其阻燃机理进行了研究。结果表明,APP和EG对EVA具有良好的协同阻燃效果。通过热重分析(TG)、红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)以及X射线光电子能谱(XPS)等手段对其阻燃机理进行了分析,认为在受热前期,主要是EG在凝聚相中的阻燃机理;在中后期,主要是APP在凝聚相发挥阻燃作用和部分的气相阻燃机理。     

无卤阻燃尼龙66/蒙脱土纳米复合材料的制备及性能研究

选用有机插层剂对蒙脱土(MMT)进行有机化处理后,使用熔融插层法制备了无卤阻燃尼龙66/有机蒙脱土(OMMT)纳米复合材料,测试了其力学性能及阻燃性能.结果表明,有机蒙脱土和少量纳米SiO2的加入能够提高材料的力学性能,当SiO2加入量为2%、蒙脱土含量为3%时,材料的冲击性能相对提高了19%,拉伸与弯曲性能也有所提高;当OMMT:SiO2为3:2,APP:MA为5:4,ZnO:APP比值为1.5:10时,材料的极限氧指数较纯聚合物提高了33.3%.     

氢氧化铝包覆改性聚磷酸铵及其在阻燃聚丙烯中的应用研究

针对聚磷酸铵(APP)有一定的水溶解性和阻燃效率不高等问题, 提出了采用氢氧化铝(ATH)包覆改性APP的方法。X射线荧光光谱(XRF)和扫描电镜(SEM)分析结果显示, 在APP颗粒表面实现了ATH的包覆改性。测试表明, ATH包覆改性后的APP溶解度明显下降, 比表面大幅增加。将改性后的APP与双季戊四醇(DPER)复配, 作为膨胀阻燃剂添加到PP中, 阻燃PP的燃烧性能测试结果表明: 阻燃剂总添加量为25%时, 包覆ATH的APP使阻燃PP 3.2 mm样条的垂直燃烧级别从V-1提高到V-0, 氧指数(LOI)从26.6%增加到31.8%, 热释放速率峰值(PHRR)从475 kW/m²下降至308 kW/m², 下降了约35%。对阻燃PP的燃烧残炭研究说明, APP经ATH包覆改性后, 促进了阻燃PP在燃烧时形成更加完整均匀的炭层, 因而改善了阻燃性能。     

聚合物/碳纳米管纳米复合材料性能研究进展

碳纳米管(CNT)可改善聚合物材料的诸多性能,是本世纪最有前景的改性剂之一.文中综述了近5年来,在聚合物/碳纳米管纳米复合材料(PCNC)多项性能(力学、电、热、阻燃、流变等)研究上取得的最新研究进展,讨论了材料中CNT的质量及含量、分散性、定向程度及表面化学改性(官能化)等因素与材料性能间的关系,还探讨了这类材料具有...     

单一阻燃剂对双组分聚脲弹性体阻燃性能影响的研究

采用垂直燃烧测试法和热重分析研究了单一阻燃剂在双组分聚脲弹性体中的阻燃作用。结果表明,固体阻燃剂聚磷酸铵(APP)、纳米无机材料有机改性蒙脱土(2T-MMT)、液体阻燃剂甲基磷酸二甲酯(DMMP)对聚脲具有较好的阻燃作用,主要为固相阻燃作用。随着阻燃剂添加量的增大,阻燃作用效果增强。聚脲和阻燃聚脲的热降解过程都包括两个阶段:第一阶段为250~350℃;第二阶段为350~450℃。阻燃剂加入后降低了聚脲的热降解开始温度,特别是阻燃剂DMMP。800℃时的残余量说明APP和三聚氰胺聚磷酸盐提高了聚脲的残余量,而DMMP和间苯二酚-双(磷酸二苯酯)降低了残余量。     

蒙脱土协同膨胀阻燃聚丙烯的热降解机理

层状纳米填料蒙脱土(MMT)与聚磷酸铵(APP)/双季戊四醇(DPER)结合膨胀阻燃聚丙烯(PP),提高了PP/APP/DPER膨胀阻燃材料的阻燃性能。采用热失重分析(TG)研究了MMT对APP/PER及APP阻燃剂体系热降解行为的影响;采用X射线光电子能谱(XPS)研究了MMT与APP之间热降解过程中的成炭化学作用。结果表明,添加MMT后,APP/DPER、APP在800℃的残余量分别提高12.3%和14.5%,其贡献以MMT与APP间的相互作用为主;MMT与APP发生成炭化学反应,生成Si-O-P键,增加了APP高温分解稳定性。     

聚偏氟乙烯-六氟丙烯多孔隔膜的改性研究进展

聚偏氟乙烯-六氟丙烯材料具有良好的耐化学腐蚀性、耐热性、机械性能等特点,是聚合物锂离子电池中重要的隔膜材料。但由于该材料存在结晶度较高、玻璃化温度高、孔隙率低等问题,需要进行改性。对近几年来国内外学者对该材料的改性研究进行了综述,总结出该材料的5种改性方法,即:有机聚合物改性法、纳米无机材料改性法、有机聚合物和无机纳米材料共混改性、稀土氧化物改性法、表面接枝改性法。最后对材料的发展前景进行了展望。     

纳米材料改性树脂基耐烧蚀材料研究新进展

综述了近年来纳米材料改性树脂基耐烧蚀材料的研究进展。介绍了碳纳米管、石墨烯、蒙脱土、纳米SiO2、纳米碳粉等纳米材料在改性烧蚀材料中的研究近况,详细探讨和比较了改性材料的热稳定性、成炭率、力学性能等,同时分析了纳米材料改性树脂材料中存在的问题,并预测了纳米材料改性耐烧蚀树脂的发展趋势。提出纳米材料,特别是新型的纳米碳材料改性树脂基耐烧蚀材料的研究将是很有发展前景的研究领域,并会进一步得到人们的重视。     

硼系阻燃剂在高聚物阻燃中的应用研究进展

随着阻燃材料应用领域的不断扩大及新环保法规的出台,硼系阻燃剂以其高效阻燃、低毒环保、有效抑烟等优势日益受到阻燃领域的关注。文中对无机硼系阻燃剂、有机硼系阻燃剂和多元复合硼系阻燃剂在高聚物阻燃中的应用研究与最新进展进行了综述,重点探讨了不同种类硼系阻燃剂的阻燃机理、作用方式及硼系阻燃剂在不同聚合物体系中的应用进展。特别介绍了2种有效的硼系阻燃剂阻燃机理,即磷酸硼(BP)的酸催化阻燃机理及表面改性的氮化硼纳米片(BNNS)的纳米阻隔阻燃机理。纵观硼系阻燃剂的发展趋势,无机硼系阻燃剂的纳米化、微胶囊化及多功能表面改性将是未来重点发展方向;而有机硼系阻燃剂则趋于硼、磷、硅等多元素的有机复合化提高其耐水解性,并通过多元素协效作用实现高效阻燃。     

高分散性氧化石墨烯基杂化体的制备及其热稳定性增强

利用有机偶联剂,通过酯化反应合成了聚乙二醇单甲醚(MPEG750)修饰的功能性氧化石墨烯纳米材料(GO-MPEG750),实现了氧化石墨烯基纳米杂化材料在任意极性及非极性溶剂中的高分散性能。利用溶剂共混技术所制聚合物复合材料中,作为纳米填料的GO-MPEG750只需质量分数1%的负载量就可以显著地提高聚乙二醇(PEG4000)的热稳定性,起始降解温度提高了63℃。该材料在阻燃材料等领域具有一定的潜在应用价值。     

苯并噁嗪树脂及其玻璃纤维增强复合材料的阻燃改性

应用聚磷酸铵(APP)对苯并噁嗪(BOZ)树脂及玻璃纤维(GF)/BOZ复合材料进行了阻燃改性,结合热分析和微观形貌分析等研究了材料的阻燃机制。结果表明:APP可以明显提高BOZ树脂的阻燃性能,随APP含量的提高,树脂体系的极限氧指数逐渐提高,添加量为3wt%时可使BOZ树脂的极限氧指数从基体的31.5%提高到34.5%,并达到UL 94V-0级。APP的加入使改性树脂体系的分解温度前移,玻璃化转变温度略有下降,改性树脂体系固化反应提前,反应过程变得缓和。APP的加入使GF/BOZ复合材料的阻燃性能进一步提高,10wt%GF/APP-BOZ复合材料的极限氧指数从GF/BOZ的51.0%提高到57.7%。微观形貌分析表明:APP的加入使APP-BOZ改性树脂及GF/APP-BOZ复合材料燃烧后生成更为致密的炭层,从而使材料的阻燃性能得到提高。     

聚磷酸铵-三聚氰胺-三嗪成炭剂协同阻燃改性环氧树脂及玻璃纤维增强树脂复合材料

采用聚磷酸铵(APP)与不同比例三聚氰胺(MA)和三嗪成炭剂(CFA)复配对环氧树脂进行阻燃改性。系统研究了不同配比阻燃剂(总量保持40wt%)的加入对环氧树脂流变特性、固化行为、热机械性能、力学性能及阻燃性能的影响。将优化后的阻燃改性环氧树脂用于制备玻璃纤维增强环氧树脂复合材料(GFRC),对并其力学和阻燃性能进行了研究。结果表明,APP单独与MA或CFA复配改性环氧树脂并未表现出明显的协同阻燃效应,但它们组成的三元复配阻燃体系(30wt%APP-5wt%MA-5wt%CFA)具有良好的协同阻燃效应。相比未改性环氧树脂,APP-MA-CFA改性环氧树脂的极限氧指数(LOI)由18.0%提高到了50.2%,热释放峰值速率(PHRR)下降了84%,总热释放量(THR)下降了78%。树脂基体中加入阻燃剂后,GFRC的力学性能有所下降,尤其是层间剪切强度。同样地,基于APP-MA-CFA复配改性环氧树脂的GFRC表现出最佳阻燃性能,相比未改性的GFRC,其LOI值由22.8%提高到了66.0%,PHRR由354 kW/m2下降到93 kW/m2,THR由49.3 MJ/m2下降到22.8 MJ/m2。