无卤阻燃剂在聚合物阻燃中的应用研究进展

近几年来,无卤阻燃剂凭借其高效、低烟、低毒等特点,在阻燃领域的开发与应用受到越来越多的关注,已然成为阻燃高分子研究的重要发展方向。本文对近年来一些无卤阻燃剂在聚合物中的应用研究进展做了简要综述,并对其阻燃机理进行一定分析。最后,对聚合物阻燃剂的未来发展方向和趋势进行了展望。     

层层自组装阻燃改性聚酯织物的制备及其性能

为解决阻燃聚酯织物熔滴严重的问题,采用紫外光(UV)辐照接枝共聚技术,通过1-羟基环己基苯甲酮的光引发作用,将阴离子型丙烯酸(AA)接枝到阻燃聚酯织物表面,在此基础上设计了γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH-550)与磺丁基-β-环糊精(SBE-β-CD)抑熔滴体系,在接枝织物表面进行层层自组装制备阻燃抑熔滴聚酯织物,并对改性后织物的形貌、热稳定性和阻燃性能进行表征。结果表明:引发剂质量分数为4%,AA质量分数为12%,紫外光照射时间为10 min时,阻燃聚酯的接枝率较优,为5.08%,但随着接枝率的增加其极限氧指数(LOI值)有所降低;层层自组装改性后的聚酯织物,在组装层数为12时,其极限氧指数可达到28%,成炭明显,垂直燃烧测试无熔滴产生,燃烧性能得到明显改善。     

阻燃聚左旋乳酸及其纤维的制备与结构性能

为提高聚左旋乳酸(PLLA)的阻燃性及其可纺性,设计了环保[(6-氧-6H-二苯并-(c,e)(1,2)-氧磷杂己环-6-酮)-甲基]-丁二酸(DDP)阻燃PLLA体系,通过双螺杆熔融挤出方法制备了PLLA/DDP阻燃复合物,借助锥形量热仪、极限氧指数仪、垂直燃烧仪、扫描电子显微镜、差示扫描量热仪、热失重分析仪对复合物的结构与性能进行表征,研究了阻燃剂质量分数对PLLA阻燃性能的影响及其阻燃机制,并对阻燃剂最优添加量时的纺丝工艺及纤维性能进行分析。结果表明:当DDP质量分数为9%时,复合物的阻燃性能显著提高,其极限氧指数达到29%,垂直燃烧测试达到V-0级;复合物在800 ℃时的残炭量由10.7%增加到13.5%,且在该添加比例下具有优良的可纺性;将初生纤维3倍牵伸热定型后,其断裂强度为1.77 cN/dtex,断裂伸长率为44.9%。     

基于均三嗪环结构的聚己内酰胺6复合树脂制备及其抗熔滴阻燃特性

针对聚己内酰胺6(PA6)高温氧化诱导分子链断裂产生的持续燃烧和熔体滴落等问题，利用均三嗪环阻燃剂(CFA)的膨胀成炭性质，采用熔融共混方式得到阻燃抗熔滴PA6复合树脂，分析了CFA阻燃剂的成炭性能，研究了添加不同质量分数CFA阻燃剂的PA6复合树脂的阻燃性能与燃烧后残炭的结构及形貌。结果表明：当CFA质量分数为8%时，阻燃抗熔滴PA6复合树脂的垂直燃烧等级达到V-0级，点燃后仅燃烧1 s即熄灭，熔滴滴落1滴；阻燃抗熔滴PA6复合树脂极限氧指数从纯PA6的24.5%提升到33.4%,总烟释放量下降13.3%;受阻燃剂高温残炭量高的影响，随着CFA质量分数的增加，在空气氛围中，残炭量从纯PA6的1.87%提高到4.84%;CFA诱导PA6阻燃机制为气相中的不燃性气体的稀释效应以及凝聚相中炭层的阻隔效应；CFA阻燃剂的加入并未导致PA6拉伸断裂强度下降，反而使其有所提升，CFA质量分数为8%时，PA6复合树脂的拉伸断裂强度提升28.8%。     

碳点对阻燃聚对苯二甲酸乙二醇酯性能的影响

为探究零维碳纳米材料碳点(CDs)对阻燃聚对苯二甲酸乙二醇酯(FRPET)热力学性能、阻燃性能、力学性能及荧光性能的影响,将对PET具有良好阻燃效果的共聚型阻燃剂2-羧乙基苯基次膦酸(CEPPA)与碳点同时采用原位聚合的方式添加到PET基体中,研究碳点添加量对FRPET各项性能的影响规律。通过极限氧指数(LOI值)、垂直燃烧(UL94)、锥形量热(CONE)等测试分析不同碳点添加量对FRPET的性能影响。结果表明:在碳点添加量为1.50%时,FRPET的LOI值最高可达34%,垂直燃烧级别为V-0级,较只添加CEPPA的FRPET引燃时间变长、热释放速率峰值与平均热释放速率及总热释放量均降低;加入CDs后FRPET的力学性能也有很大改善,且赋予了荧光性能,有益于拓宽FRPET的应用领域。     

基于三（2-羟乙基）异氰尿酸酯的膨胀型阻燃剂对聚合物燃烧性能的影响

针对聚合物燃烧性能差的问题,以三（2?羟乙基）异氰尿酸酯和精对苯二甲酸为原料合成2种酯化程度不同的成炭剂三（2?羟乙基）异氰尿酸对苯二甲酸酯（T-ester43和T-ester45）,将这2种成炭剂与聚磷酸铵复配后形成膨胀型阻燃剂（IFR43和IFR45）,熔融共混添加在4种常见聚合物中。结果表明：经过部分酯化反应,成炭剂的分解温度提高至300℃以上,700℃的残炭量也由1％提高至10％ 左右;与各自的单独聚合物相比,加入质量分数为20％的IFR43后,聚酰胺6的残炭量增加了14.97%,聚酯的残炭量增加了9.69%,聚乳酸（PLA）的残炭量增加了11.59%,聚丙烯的残炭量增加了7.25%,4种阻燃共混物的极限氧指数均提高6% ～7%,熔滴情况也得到改善;膨胀型阻燃剂对PLA的结晶具有明显的促进作用。