聚碳酸酯与硅倍半氧烷复合物气相热裂解和凝聚相产物对比

采用实验室自制的笼型八苯基硅倍半氧烷(OPS)和一种新型阻燃剂含磷笼型低聚硅倍半氧烷(DOPO-POSS),通过双螺杆挤出机加工的方式与聚碳酸酯(PC)共混制得质量分数4%DOPO-POSS和6%OPS的阻燃复合物。利用裂解-气相色谱/质谱联用仪(Py-GC/MS)对复合物的裂解产物进行了分析;通过傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)和扫描电子显微镜-X射线能谱仪(SEM-EDS)分别对残炭的凝聚相结构与元素组分进行分析。Py-GC/MS分析结果表明,总的质谱图显示PC/DOPO-POSS和PC/OPS复合物在热解过程中释放出大量小分子气体产物,有效地促进了炭层的膨胀;OPS在气相裂解中释放出大量的苯和气态Si O2,并有少量CO2气体释放;DOPO-POSS裂解过程中释放出多种小分子气体,其中DOPO含量最高,达到26%。FT-IR对凝聚相炭层结构测试表明,PC/OPS和PC/DOPO-POSS复合物的内部炭层结构相似,由无机炭结构组成;在外部炭层结构中,PC/OPS复合物含有大量-O-Si-O-结构,并伴随有少量的芳香烃炭结构和Si-C结构;PC/DOPO-POSS复合物主要由-P(=O)-O-Si-结构和少量Si-O结构组成。SEM-EDS测试结果表明,PC/DOPO-POSS复合物炭层成分中C元素含量最高,O元素含量次之,Si和P元素含量最少;PC/OPS复合物炭层成分中,Si和O元素含量最大,占到92.5%,C元素含量最低。     

无卤阻燃PA6复合材料的阻燃性能及热分解动力学研究

从不同阻燃剂之间具有的协同效应入手,通过双螺杆挤出机制备样品,讨论了氢氧化镁(MH)、微粉化红磷(HP)、有机蒙脱土(OMMT)之间不同含量的协效阻燃作用。研究结果表明:钛酸酯偶联剂用量为氢氧化镁质量的2%时,能使MH的活化能力达到最佳,减少了MH在尼龙6(PA6)中的团聚,分散性得到提高;MH:HP为6:4时,具有最佳协同阻燃效果;添加1%的OMMT时,复合材料的UL 94在保持V-0级别的同时,其拉伸性能也提高到73.6 MPa,阻燃剂用量由15%降至14%。PA6/MH/HP/OMMT复合材料的热分解活化能达到157.8 kJ/mol,表明该复合材料体系的热稳定性最高。     

聚磷酸铵粉体改性及对聚丙烯力学性能的影响

采用氯化铝和氨水溶液为原料,在液相体系中生成氢氧化铝,使其包覆在阻燃剂聚磷酸铵(APP)颗粒的表面,制备了表面包覆氢氧化铝的聚磷酸铵复合颗粒(N-APP)。通过调整合适的反应参数对工艺条件进行优化设计,确定了最佳反应条件。同时对最终产品的表面形貌、抗水性以及热稳定性等进行了表征,扫描电镜(SEM)结果表明,经包覆改性后,粉体的表面粗糙度明显增加,并且,改性后产品N-APP(6#)的接触角由未改性时的8.9°提高到118.9°,具有较好的疏水性能;热失重分析结果表明,包覆改性在一定程度上提高了产品的热稳定性。将经包覆改性后的产品在聚丙烯(PP)填充应用,与添加未改性APP的PP复合材料相比,添加包覆改性产品的PP复合材料的力学性能明显提升。     

PPS／PES共混物相容性的研究

聚苯硫醚（PPS）和聚醚砜（PES）树脂都具有较好的耐腐蚀性和较高的耐热性能,这2种热塑性聚合物共混改性可能会得到具有优良性能的共混物。采用差示扫描量热法（DSC）分析共混物的玻璃化转变温度（Tg）及结晶熔融情况,利用扫描电镜观察共混物的形貌结构,行在氮气气氛下用热灭平分析共混物的耐热性能。结果表明：PPS／PES共混物具有2个Tg,且这2个Tg都介于纯聚合物的Tg之间;共混物断面形态比较均匀,两相界而比较模糊,表明共混物为部分相容体系;随着PPS组分的增加,结晶熔融热也逐渐增大,说明PES降低丁PPS的结晶度。用热天平对共混物的耐热性能进行了研究,结果表明共混物在不同PPS／PES比例下耐热性能并没有发生明显变化。     

新型磷系协效无卤阻燃剂在玻纤增强聚丙烯中阻燃及力学性能研究

论文研究了EPFR-110DL阻燃剂及α-ZrP协同EPFR-110DL阻燃剂对聚丙烯阻燃性能和力学性能的影响,玻璃纤维对聚丙烯的力学性能影响,结果表明,α-ZrP的加入明显提高EPFR-110DL/聚丙烯阻燃性能和力学性能,当玻璃纤维含量达到30%时,长玻璃纤维增强阻燃聚丙稀复合材料力学性能最佳。     

PC/PPSQ复合物流变行为与阻燃性能研究

自制的梯形硅倍半氧烷(PPSQ)与聚碳酸酯(PC)通过双螺杆挤出机熔融共混制得测试样品。利用应力控制流变仪分析了PC/PPSQ复合物的流变行为;利用锥形量热仪、FTIR和应力控制流变仪分析了复合物的凝聚相结构和组成。PC/PPSQ复合物的流变测试结果显示,在角速度(ω)低于0.1 rad/s时,PC/PPSQ复合物的储能模量要远高于PC的储能模量,当PPSQ含量超过4%时,熔体表现出类固行为;复合物的损耗模量低于PC的损耗模量,同时复数黏度有所降低,且表现出切力变稀的流体行为;随着PPSQ含量的增加,复合物的复数黏度逐渐升高,当含量超过10%时,表现出近似牛顿流体;复合物燃烧性能结果表明,PPSQ的添加使得PC的热释放速率峰值从411 kW/m~2降到243 kW/m~2,热释放总量从86.5 MJ/m~2降至45.5 MJ/m~2,烟释放总量从2 149 m~2/s降至1 124 m~2/s;隔热性能结果表明,底部温度要远低于表面温度,复合物燃烧过程中形成的炭层能够显著起到隔热作用;PC/PPSQ复合物凝聚相分析结果表明,炭层外部主要由O—Si—O组成,内部主要由无机碳组成;PC/PPSQ复合物炭层强度结果表明,炭层强度较高,炭层致密均匀。     

环氧树脂基碳纤维复合材料的性能研究

选用2种阻燃型环氧树脂体系(SCR1251A/B和HC3314A/B),制备了2种碳纤维复合材料板材(分别记为C-S,C-H),对比了两者的性能。结果表明：C-S和C-H的纤维体积分数分别为45.4%,42.4%,两者密度几乎相同，说明SCR1251A/B树脂在碳纤维中的流动性好于HC3314A/B树脂；C-S和C-H在0°方向上的拉伸强度和拉伸模量均相差较小，C-S的泊松比约为C-H的2倍；与C-H相比，C-S的压缩强度提高了100.9%,压缩模量提高了57.4%,弯曲强度提高了73.1%,弯曲模量提高了19.7%,面内剪切强度提高了55.3%,面内剪切模量提高了111.1%,层间剪切强度提高了51.5%。