新型无卤膨胀阻燃聚丙烯的制备及阻燃性能

利用有机杂环磷酸酯1, 2, 3-三(5, 5-二甲基-1, 3-二氧杂环己内磷酸酯基)苯(FR)、聚磷酸铵(APP)和三聚氰胺(MEL)制备新型无卤三源膨胀阻燃聚丙烯(IFR/PP)材料, 通过极限氧指数(LOI)、水平燃烧(UL-94)、热重分析法(TGA)、锥形量热(cone)等方法研究了IFR对聚丙烯阻燃性能影响。结果表明: 当IFR总添加质量分数为30%(FR∶APP∶MEL质量比为4∶8∶3), 阻燃IFR/PP的LOI 达到36.2%, 其热释放速率峰值(pk-HRR)、热释放速率平均值(av-HRR)、有效燃烧热平均值(av-EHC)、比消光面积平均值(av-SEA)、质量损失速率平均值(av-MLR)及一氧化碳释放率平均值(av-CO)相对未阻燃PP分别降低75.9%、71.7%、76.4%、74.6%、58.3%和50.0%, 300 s时CO释放量接近0, 呈现出良好的阻燃、抑烟和抑毒性能; SEM研究表明, IFR催化PP在燃烧初期形成了致密、坚硬的优质炭层。     

杨木胶合板阻燃性能研究

通过热释放速率(HRR)、总热释放量(THR)、有效燃烧热(EHC)、CO产率、CO2产率以及烟释放总量等指标,研究了杨木胶合板的阻燃性能。实验结果表明:磷酸氢镁和二氧化锆阻燃剂单独使用时,都能够在杨木胶合板燃烧过程中降低热释放速率、总热释放量、有效燃烧热、CO2产率以及烟释放总量,增大CO产生速率,但阻燃效果不理想;而磷酸氢镁与纳米二氧化锆复合阻燃剂,可以在杨木胶合板燃烧过程中产生协同效应,并且使用此复合阻燃剂的杨木胶合板在点燃190 s后即停止燃烧,其阻燃效果最佳。     

邻苯二甲腈树脂复合材料阻燃低毒特性研究

从热释放速率、毒性、有害气体浓度、氧指数、烟密度、水平和垂直燃烧性能等方面系统地研究了邻苯二甲腈树脂复合材料的阻燃低毒特性。在辅射强度为50kW／m^2时,邻苯甲腈复合材料的热释放速率为21kW／m^2,点燃时间为500s。同时其氧指数大于70％,烟密度小于20,表明邻苯二甲腈树脂复合材料是一种理想的阻燃低毒复合材料。     

磷改性膨胀石墨对硬质聚氨酯泡沫燃烧性能的影响

用六氯环三磷腈(HCCP)对可膨胀石墨(EG)进行改性,所得改性可膨胀石墨(EGP)用于硬质聚氨酯泡沫(RPUF)的阻燃处理。利用红外光谱、热重分析和扫描电镜表征EGP的结构特征。利用万能试验机、极限氧指数(LOI)和锥形量热(CONE)研究了EGP对RPUF力学性能和阻燃性能的影响,通过扫描电镜和热重分析研究了RPUF样品燃烧后残炭的微观形貌和阻燃机理。分析结果表明,随着EG或EGP添加量的增加其LOI随之增加,在相同添加量的情况下RPUF/EGP的LOI最高,且其力学性能优于RPUF/EG的力学性能;由于EGP促使RPUF分解产生更加致密坚固的炭层,所以RPUF/EGP的点燃时间比RPUF/EG推迟了4s,其热释放速率峰值、总的热释放量、烟释放速率峰值和总的烟释放量分别比RPUF/EG降低了9.1%、5.9%、19.0%和33.8%,EGP表现出优于EG的阻燃抑烟性能。     

MH复合N-P阻燃剂的合成及其浸渍处理杨木的阻燃抑烟性研究

提高氮磷阻燃剂浸渍处理杨木的抑烟性,在氮磷阻燃剂合成过程中添加少量氢氧化镁(MH),合成了NP、NPMH-1、NP-MH-2和NP-MH-3。杨木置于浓度为15%阻燃剂溶液中浸渍处理,之后对4个阻燃配方处理材进行烟密度、锥形量热和环境扫描电镜分析。结果表明:MH复合NP处理材的烟密度等级均低于NP处理材。其中NP-MH-1的烟密度等级相比最低,在载药率为13%时出现极大值为34.4,比NP处理材降低约31.81%,远低于国家标准规定的SDR≤75的要求。与NP阻燃剂相比,MH复合NP阻燃剂处理材的第一热释放速率峰值、总热释放量、质量损失、总烟产量和CO产量均有不同程度的降低或减少。其中NP-MH-2的阻燃抑烟效果最好,残炭量比NP提高了47.65%,CO产量比NP降低了74.68%,有毒气体产量大大减少。从阻燃碳层的微观结构来看,MH复合NP阻燃剂在木材内部分散均匀,阻燃处理材表面呈现多孔结构。     

疏水阻燃微胶囊的制备及其在牛皮纸中的应用

目的为改善聚磷酸铵的阻燃性及热稳定性,降低其对纸材物理性能的影响,制备一种疏水阻燃微胶囊。方法以聚磷酸铵、季戊四醇、铜改性4A分子筛为芯材,以海藻酸钠和氯化钙为原料制备壁材,在外壳包覆SiO₂微粒,并制备阻燃牛皮纸。采用极限氧指数（LOI）测试、垂直燃烧测试（VBT）、烟密度测试（SDT）、微型量热仪（MCC）和热重分析（TG）表征阻燃纸的阻燃性和热稳定性,采用场发射扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）表征疏水阻燃微胶囊的微观形貌,用傅里叶变换红外光谱（FTIR）表征试样的官能团特征,并根据国标测定纸张试样的抗张强度和撕裂度。结果涂布疏水阻燃微胶囊的牛皮纸试样的极限氧指数达到了36.3%,与空白组相比,烟释放总量、热释放速率峰值和热释放总量分别降低了42.44%、52.4%、36.1%,抗张强度和撕裂度分别提高了8.2%、177.1%,疏水阻燃微胶囊的表面形貌特征、元素分析结果以及红外光谱分析结果可表明,阻燃剂被成功包覆,并且SiO2微粒成功沉积在微胶囊壁材的表面。结论疏水阻燃微胶囊能有效改善阻燃剂的阻燃性、抑烟性和热稳定性,提高了基材的力学强度,降低了微胶囊的...     

用CONE研究阻燃PET的阻燃和烟释放

利用锥型量热令（CONE）在50kW/m^2的热辐照条件下，研究了纯PET和阻燃PET的阻燃和烟释放。通过对获得的质量损失速率（MLR），最大热释放速率（pk-HRR)、总热释放（THR）、有效平均燃烧热（av0EHC)、平均烟比率（av-SR)、平均比消光面积（av-SEA)及CO、CO2释放量的分析表明，阻燃PET的pk-HRR、THR和av-EHC等比纯PET有明显的降低，表现了良好的阻燃和抑烟作用。     

含铂催化剂的硅胶泡沫阻燃性能实验研究

为研究不同含量铂催化剂对硅胶泡沫阻燃性能的影响,利用端乙烯基硅氧烷、α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、含氢硅油等原料和不同含量的铂催化剂制成样品,对样品(铂催化剂量为0.2~0.8 g)的极限氧指数LOI、垂直燃烧、热释放速率、热稳定性及烟密度进行测试。结果表明:铂催化剂添加量为0.8 g时氧指数为29.1%,垂直燃烧达到UL-94V-0,阻燃性能相对较好;与铂催化剂添加量为0.2 g的样品相比,其热释放速率下降了36.5%,表明减缓了热裂解速率,降低了火灾危险性;炭渣表面裂缝窄小,表明铂催化剂量的增加有利于材料炭化层的形成,烟密度等级(SDR)由9.53下降到2.27,下降了76.2%,最大烟密度(MSD)下降了75%;由TG曲线得铂催化剂添加量为0.8 g时质量损失为28.09%,比铂催化剂添加量为0.2 g时质量损失减少了14.45%,表明铂催化剂添加量为0.8 g的试样稳定性更好。因此,增加铂催化剂的量可以改善硅胶泡沫材料的阻燃性能。     

CuO对硬质PVC热解、阻燃和抑烟的锥形量热仪(CONE)研究

通过利用锥形量热仪实验获得的热失重速率,热释放速率,有效燃烧热、烟释放速度和点燃烧时间等参数研究了氧化铜对ＰＶＣ热降解行为,阻燃和抑烟的影响。研究表明,氧化铜促进ＰＶＣ早而快地脱ＨＣｌ,并且明显降低了链段的裂解速度,促进了成碳量的增加。     

膨胀型阻燃剂/聚碳酸酯复合材料的阻燃性能研究

通过极限氧指(LOI)、水平垂直燃烧(UL-94)、热重分析法(TGA)、锥形量热(CONE)等方法研究了新型膨胀型阻燃剂(SNP)对聚碳酸酯(PC)阻燃性能的影响。结果表明,阻燃PC的SNP最佳添加量为0.075%(质量分数),复合材料的LOI达到34.75%、UL-94 V-0级别,其点燃时间(TTI)减少40%、烟热释放量的峰值(PSPR)降低16.7%、火势增长指数(FIGRA)降低56%、峰值热释放速率时间(TPK-HRR)是原料PC的1.6倍,呈现出良好的阻燃性能和抑烟效果。SEM研究表明,SNP阻燃PC存在凝聚相和气相双重阻燃机理。     

用CONE/TG研究含淀粉膨胀阻燃聚丙烯体系的阻燃和烟释放

利用锥形量热仪（ＣＯＮＥ）在５０ｋＷ／ｍ＾２热辐照条件下,并配合ＴＧ和极限氧指数（ＬＯＩ）对含淀粉膨胀阻燃聚丙烯（ＰＰ）体系的阻燃和烟释放进行了研究,通过对获得的最大热释放速率（ｐｋ－ＨＲＲ）,总烟释放量（ＴＳＰ）、平均比消光面积（ａｖ－ＳＥＡ）及质量损失速度燃烧热（ａｖ－ＥＨＣ）、最大烟产生速率（ｐｋ－ＳＰＲ）、总烟释放量（ＴＳＰ）、平均比消光面积（ａｖ－ＳＥＡ）及质量损失速度（ＭＬＲ）等参数和     

锥形量热仪对阻燃高抗冲聚苯乙烯燃烧性能的研究

利用锥形量热仪(CONE)研究了阻燃高抗冲聚苯乙烯(HIPS)的燃烧性能，获得了最大热释放速率、总热释放、有效燃烧热、最大烟产生速率、总烟释放量及质量损失速度等参数。含十溴二苯乙烷的试样热释放速率、总热释放和有效燃烧热明显降低，阻燃效果明显。相对于使用十溴二苯醚阻燃的同类产品，十溴二苯乙烷的使用不会产生多溴代二恶英问题，产品符合一定的环保要求。     

新型磷氮膨胀性阻燃剂/OMMT协同阻燃环氧树脂的制备及阻燃性能

在新型膨胀性阻燃剂六(4-DOPO羟甲基苯氧基)环三磷(DOPOMPC)与聚磷酸铵(APP)复配作用的环氧树脂(EP)膨胀阻燃复合材料(DOPOMPC/APP/EP)的基础上,添加有机改性蒙脱土(OMMT)制备了新型磷氮膨胀性阻燃剂/OMMT协同阻燃环氧树脂。用极限氧指数(LOI)、水平燃烧(UL-94)、锥形量热(CONE)、电子显微镜(SEM)观察等方法研究了OMMT与DOPOMPC的协同效应。结果表明,EP4(10%DOPOMPC/10%APP/3%OMMT/77%EP)复合材料的各项燃烧参数综合表现最优,其LOI值达到36.8%,热释放速率峰值(pk-HRR)、有效燃烧热平均值(av-EHC)、比消光面积平均值(av-SEA)、一氧化碳释放率平均值(av-CO)较纯EP(EP0)分别下降了78.4%、62.2%、57.8%和50.0%,呈现出更加优良的阻燃和抑烟性能。其原因是,添加OMMT的阻燃材料在燃烧初期形成的炭层更致密、坚硬。     

阻燃苎麻/酚醛树脂复合材料的制备及性能

采用磷酸酯类和氮磷类两种不同类型的阻燃剂处理苎麻织物, 并与酚醛树脂复合制备苎麻/酚醛树脂层压板, 发现氮磷类阻燃剂能够更好地提高酚醛层压板的阻燃性能。氮磷类阻燃剂处理苎麻织物后使层压板的极限氧 指数由25.2%提高到39.1%, 并达到垂直燃烧试验UL94的V0级, 而磷酸酯类处理只能使极限氧指数提高到27.8%。锥形量热试验发现氮磷类的阻燃剂处理后使层压板的残炭量增加, 点燃时间大幅度延长, 而峰值热释放速率和平均烟密度则显著降低。同时, 阻燃剂处理苎麻织物时, 对麻纤维结构的破坏很小, 因此对材料力学性能影响很小。      

β-环糊精包合物的制备及作为成炭剂在环氧树脂中的应用

利用β-环糊精(β-CD)独特的分子空腔,以β-CD为主体,二茂铁(FE)为客体制备了包合物。将此包合物作为成炭剂与1,3-苯二酚双(二苯基磷酸酯)(RDP)复配应用于环氧树脂(EP)的阻燃。热失重测试结果表明,此复配阻燃剂能够有效提高EP基体达到最大热降解(分解)速率时对应的温度,且呈现出良好的成炭性能。当复配阻燃剂的添加量为20%时,EP的极限氧指数(LOI)提高到35.0%,垂直燃烧测试(UL-94)达到V-0级别;锥形量热测试结果表明,20%的添加量能使EP的热释放速率峰值和总热释放量分别降低29.9%和29.1%,且总生烟量降低11.5%。因此β-CD包合物和RDP复配能够有效提高EP的阻燃和抑烟性能。     

反应性三源一体膨胀型阻燃剂阻燃聚丙烯的阻燃机理

利用自制的集"酸源、碳源、气源"于一体的反应性膨胀型阻燃剂EADP制备阻燃聚丙烯(PP),通过红外、锥形量热及扫描电镜法研究了EADP的阻燃机理。结果表明,阻燃PP燃烧时"三源"协同发生化学变化,迅速结炭和释放出NH3、H2O等不燃性气体,使阻燃PP形成内部多孔、表面致密的炭层,减少了挥发物中可燃气体的比例,突显出凝聚相和气相阻燃机理的作用。与原料PP相比,阻燃PP燃烧参数发生了很大变化,如加入质量分数25%EADP阻燃PP,峰值热释放速率(PHRR)、平均热释放速率(MHRR180)、平均有效燃烧热(av-EHC)、平均比消光面积(av-SEA)、火势增长指数(FIGRA)分别降低了65.50%、70.52%、19.51%、72.30%、82.25%,峰值热释放速率时间(TPHRR)是原料PP的1.9倍,呈现出优良的阻燃、抑烟效果。     

蒙脱土协同膨胀阻燃环氧树脂复合材料的制备及阻燃性能

以9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)、磷腈为基础单元合成阻燃剂六(4-DOPO羟甲基苯氧基)环三磷(DOPOMPC),将其与聚磷酸铵(APP)复配添加至环氧树脂(EP)制备出阻燃复合材料(DOPOMPC/APP/EP)。为进一步提高阻燃环氧树脂的阻燃及力学性能,添加不同质量分数的蒙脱土(MMT)制出新型阻燃环氧树脂材料(DOPOMPC/APP/MMT/EP)。通过极限氧指数(LOI)、水平燃烧、锥形量热、扫描电子显微镜观察等方法研究了蒙脱土与DOPOMPC的协同效应。实验结果表明,EP4(10%DOPOMPC/10%APP/3%MMT/77%EP)各项燃烧参数得到了最佳改善,复合材料综合表现最优。其中LOI值达到38.2%;热释放速率峰值较未经MMT处理的阻燃复合材料EP1(10%DOPOMPC/10%APP/EP)下降了29.1%;比消光面积平均值和一氧化碳释放率平均值分别降低了72.7%和65.5%;火势增长指数、发烟指数和毒性气体生成速率指数较EP1降幅分别达到38.2%、13.1%和34.0%;拉伸强度、弯曲强度和冲击强度比EP1分别提高了25.4%、12.7%和1.97倍,呈现出良好的阻燃、抑烟、抑毒性能。炭层宏观和微观形貌表明,添加MMT的阻燃材料在燃烧初期能够形成更致密、坚硬的优质炭层。     

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。     

PP/PVAc-OMMT纳米复合材料及其阻燃材料的燃烧性能

利用锥形量热仪(CONE)在35kW/m2热辐照条件下,并结合极限氧指数(LOI)和UL-94垂直燃烧测试方法对聚丙烯(PP)/聚醋酸乙烯酯(PVAc)-有机蒙脱土(OMMT)纳米复合材料和加入无卤复配阻燃剂制备的PP/PVAc-OMMT/氢氧化镁(MH)/三氧化二锑(AO)纳米复合阻燃材料的热释放速率、烟释放及材料在燃烧时的质量损失行为进行了研究。结果表明,添加10%(质量分数)PVAc-OMMT可以提高PP材料的阻燃性能,燃烧时的热释放速率、质量损失率以及烟释放量减少,且PVAc-OMMT与无卤复配阻燃剂之间可产生阻燃协效作用,使纳米复合阻燃材料的阻燃性能、热稳定性和抑烟性进一步增强。     

有机蒙脱土协同含磷木质素基成炭剂阻燃聚乳酸

将自制含磷木质素基成炭剂（Lig-P）和聚磷酸铵（APP）复配用于制备阻燃聚乳酸（PLA）基复合材料,考察了协效阻燃剂有机蒙脱土（OMMT）对阻燃PLA性能的影响。采用极限氧指数（LOI）仪、垂直燃烧（UL-94）测试仪、锥形量热仪、热失重分析仪分别对Lig-P-APP-OMMT/PLA阻燃复合材料的阻燃性能、热稳定性能和燃烧行为进行了研究。结果发现,OMMT与Lig-P-APP存在明显的协同阻燃作用,当OMMT替代3wt%的Lig-P-APP时,Lig-P-APP-OMMT/PLA阻燃复合材料的LOI由27%增加至32%,UL-94等级由V1级提高至V0级;且Lig-P-APP-OMMT/PLA阻燃复合材料的最大热降解速率有所降低,800℃的残炭量提高了将近50%;此外,OMMT的引入使PLA阻燃复合材料的热释放速率明显降低,热释放速率峰值（PHRR）、烟释放速率峰值（PSPR）及总烟释放量（TSR）分别降低了26.4%、60%及26.3%。OMMT可明显提高阻燃PLA炭层的致密度及石墨化程度。