氯乙烯-丙烯腈共聚阻燃纤维的性能研究

采用乳液聚合方法制备氯乙烯-丙烯腈共聚物,得到的共聚物本身具有良好的阻燃性能。将共聚物通过湿法纺丝,得到了阻燃纤维。用热重分析法和电子单纱强力仪对纤维的热稳定性能和机械性能进行了表征,并用扫描电镜对纤维的表面进行观察,同时测定了该纤维的极限氧指数。结果表明:氯乙烯-丙烯腈共聚纤维的极限氧指数可达28.8%～32.5%,燃烧时无滴落现象,且离火即熄;氯乙烯-丙烯腈共聚物阻燃纤维的力学性能较普通腈纶略低。     

MWNTs/卤-锑阻燃体系对PA6性能的影响

采用熔融共混法制备了聚酰胺6/多壁碳纳米管/十溴二苯乙烷-三氧化二锑(PA6/MWNTs/DBDPE-Sb2O3)阻燃复合材料,通过极限氧指数测试(LOI)、垂直燃烧测试(UL 94)、热重分析(TG)、差示扫描量热分析(DSC)、力学性能测试等方法研究了不同质量比的MWNTs/卤-锑阻燃体系对PA6/MWNTs/DBDPE-Sb2O3复合材料阻燃性能、热稳定性、力学性能以及非等温结晶行为的影响。结果表明:MWNTs的加入起到异相成核剂的作用,提高了复合材料的结晶速率且改变复合材料的晶型,同时使复合材料的热稳定性能得到改善。其中,当MWNTs含量为1%、DBDPE-Sb2O3含量为15%时,PA6/MWNTs/DBDPE-Sb2O3复合材料的LOI可达30.72%,垂直燃烧等级达到FV-0级,同时复合材料具有较好的力学性能。     

原位聚合法制备N-P复配型阻燃PA66树脂及性能

以4-(2-(((2-羧基乙烷基)(苯基)磷酰基)氧)乙氧基)-4-氧代己酸(CPPOA)和三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)为阻燃单元,通过原位聚合法制备了N-P复配型阻燃尼龙66(PA66)树脂。相对黏度测试表明,阻燃单元的引入会造成PA66树脂分子量下降。力学性能测试结果显示,阻燃PA66的拉伸强度、冲击强度、弯曲强度以及弯曲模量均有所下降。极限氧指数及垂直燃烧测试结果显示,阻燃PA66具有良好的阻燃性能,当CPPOA和MCA的含量均为4%时,阻燃PA66树脂的极限氧指数及阻燃等级分别达到28.7%和UL-94 V-0级。XRD测试表明,阻燃改性未改变PA66的晶型结构。DSC测试表明,阻燃改性后,尼龙树脂的熔融温度、结晶温度和结晶度均呈下降趋势。TGA结果表明,阻燃PA66的初始分解温度较纯PA66下降,但成炭率提高。     

原位聚合无卤阻燃聚酰胺6的结构与性能研究

采用原位聚合添加反应型无卤阻燃剂,是实现聚己内酰胺(PA6)阻燃改性的主要方法。在己内酰胺的水解开环聚合体系中,加入三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)的原料单体,原位聚合制备了阻燃PA6(FRPA6),对FRPA6的结构、形貌及性能进行了表征;通过熔融纺丝制备了FRPA6纤维,测试了其力学性能及阻燃性能。结果表明:FRPA6中阻燃剂MCA与PA6基体的相容性良好,MCA自组装反应比较充分,MCA粒子以纳米级均匀分布于PA6基体中;随着MCA含量的增加,FRPA6的熔点、熔融热焓有所降低,结晶温度略有升高,热稳定性下降;当MCA质量分数为7.5%时,FRPA6的阻燃性能达UL94 V-0级,拉伸强度为64.1 MPa,缺口冲击强度为10.4 k J/m2;相比纯PA6纤维,FRPA6纤维具有较好的阻燃性能,极限氧指数达35%以上,但力学性能有所下降。     

六苯氧基环三磷腈对PA6阻燃性能的影响

将六苯氧基环三磷腈(HPCP)作为阻燃剂,添加到聚酰胺6(PA6)中,并对其力学性能、热性能、阻燃性能进行表征分析。结果表明:HPCP对PA6有良好的阻燃效果,随着HPCP添加量的增加,极限氧指数(LOI)呈上升趋势,添加量为20%时,从纯PA6的26%提升到31%,垂直燃烧测试(UL 94)也达到V-0级,并有效地抑制了PA6的滴落。相比于纯PA6,峰值热释放速率值(PHRR)明显降低。热失重(TG)和残余物的扫描电镜(SEM)分析结果表明,HPCP促使PA6成炭,抑制其燃烧,达到阻燃效果。     

协效剂对ABS/APP/PA6体系阻燃效应的研究

为了提高膨胀型阻燃体系聚磷酸胺(APP)/尼龙6(PA6)对苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物(ABS)的阻燃效果,采用极限氧指数法、垂直燃烧法、热失重和扫描电镜分析探讨了协效剂氧化锌、4A分子筛、氧化铝和次磷酸铝对ABS/APP/PA6膨胀型阻燃复合物的协效阻燃效应.结果表明,协效剂的加入显著改善了ABS/APP/PA6体系的阻燃性能,当2%的氧化锌,4A分子筛和次磷酸铝加入时,阻燃体系的氧指数从28.3%分别提高到31.2%,30.8%和33.5%,UL94测定均为V-0级.热失重分析表明,添加剂的加入提高了阻燃体系的热稳定性和高温残炭率.SEM形貌分析显示,协效剂的加入能促进阻燃体系在燃烧后形成更加均匀、致密的炭层结构.     

ZDP与EPT/ATO协同阻燃PA6的性能

以二乙基次膦酸锌(ZDP),N,N′–乙撑双四溴邻苯二甲酰亚胺(EPT)和三氧化二锑(ATO)组成阻燃体系与聚己内酰胺(PA6)经熔融共混制得阻燃PA6。利用热失重、炭层形貌分析、傅立叶变换红外光谱、裂解气相色谱-质谱、差示扫描量热、垂直燃烧和极限氧指数(LOI)测试研究其阻燃及热性能。结果表明,ZDP与EPT/ATO具有协同阻燃作用,当PA6,ZDP,EPT与ATO配比为44∶3∶2∶1时,阻燃PA6的UL 94达到V–0级,LOI为29.4%;与纯PA6相比,结晶温度与热失重残炭率均有所提高,分别为188.8℃和8.7%,熔融温度几乎不变,最大热失重温度约为435.9℃;燃烧产生的次膦酸自由基、溴自由基和EPT残留物可以捕获燃烧区自由基,提高了离火自熄性;燃烧形成的连续致密孔隙状交联炭层具有抗滴落的作用。     

纤维级复合阻燃PA 6的制备及其热稳定性研究

以三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)与硫化锌(ZnS)或类石墨相氮化碳(g-C_3N_4)或9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物衍生物(ZDOPO)复配体系为阻燃剂,与聚己内酰胺(PA 6)切片共混、造粒、干燥、纺丝,制备阻燃PA 6纤维;通过常规升温热失重分析以及模拟纺丝过程恒温热失重分析,研究阻燃剂种类及含量对PA 6共混体系热稳定性的影响。结果表明:在阻燃剂总质量分数为6.0%条件下,添加MCA/ZDOPO复配体系对PA 6共混体系的热稳定性影响最小,制备的阻燃PA 6纤维具有良好的力学性能和阻燃性能;添加MCA质量分数3.0%、ZDOPO质量分数3.0%,PA 6/MCA/ZDOPO共混体系热失重5%时的热分解温度为393.8℃,热失重10%时的热分解温度为412.6℃,与纯PA 6的热学性能非常接近,制备的阻燃PA 6纤维的断裂强度为1.9 cN/dtex,断裂伸长率为75.8%,极限氧指数可达29.0%。     

硅氮系阻燃黏胶纤维的结构与性能研究

分析了硅氮系阻燃黏胶纤维的结构与性能,探讨其阻燃机制。通过扫描电子显微镜、X射线衍射、力学性能以及极限氧指数等测试,分析了硅氮系阻燃剂含量对纤维阻燃性能、热性能和力学性能等的影响。结果表明:当阻燃剂质量分数为20%时,纤维的干态断裂强度为2.1 cN/dtex,极限氧指数为28%,在满足纺织服用需求的同时,达到国家阻燃标准,兼具安全环保与良好的阻燃性能。     

聚酰胺6/二乙基次磷酸铝复合材料的阻燃性能

将二乙基次磷酸铝(ADP)和聚酰胺(PA)6通过双螺杆挤出机熔融共混,制备了PA 6/ADP复合材料。利用差示扫描量热仪、垂直燃烧测定仪、极限氧指数仪、锥形量热仪等研究了PA 6/ADP复合材料的热性能、力学性能和燃烧性能。结果表明:ADP的加入提高了PA 6/ADP复合材料的玻璃化转变温度;ADP使PA 6的力学性能轻微下降;当w(ADP)为22%时,可使PA 6的极限氧指数从26.7%提高到33.5%,垂直燃烧等级(试样厚1.6 mm)可以从V-2级达到V-0级,且无熔融滴落现象;热释放速率峰值从1 200 k W/m~2降到500 k W/m~2;燃烧后的复合材料产生致密的炭层,可很好地阻隔辐射热和氧气向PA 6基体的传递。     

三聚氰胺氰尿酸盐/氧化锑/石墨烯复合阻燃玻璃纤维增强聚酰胺6复合材料

研究了阻燃剂三聚氰胺氰尿酸盐（MCA）/氧化锑（Sb2O3）和石墨烯（GP）对玻璃纤维（GF）增强聚酰胺6（PA6）复合材料性能的影响。结果表明,MCA/Sb2O3（质量比为70/30）的加入改善了PA6和GF的相容性,与不添加阻燃剂的PA6/GF相比,当MCA/Sb2O3含量为30份时,复合材料的强度、刚性和阻燃性能显著提高;GP的加入对PA6/GF的力学性能影响不大,但阻燃性能明显提高,当GP的含量为0.3份时,复合材料的极限氧指数达到30.1 %,阻燃等级达到UL 94 V-0级;GP在PA6/GF的燃烧过程中具有促进炭化和发泡双重作用。     

无卤阻燃、抗滴落丙纶试验研究

采用一种无卤阻燃剂和自制抗滴落剂对丙纶进行改性试验研究。结果表明,阻燃剂的添加量为0．2％时,改性织物的极限氧指数(LOI)即由改性前的17．0％提高到26．2％以上;当阻燃剂和抗滴落剂的添加量分别为0．7％和2％时改性效果最佳,改性丙纶的极限氧指数可达到27．6％,且无熔滴现象,同时具有良好的可纺性及物理性能。     

抗滴落剂对阻燃聚丙烯性能的影响

考察了抗滴落剂对阻燃聚丙烯(PP)的影响,并对阻燃材料的力学性能和相容性进行分析.结果表明,在十溴二苯乙烷协同三氧化二锑的阻燃体系下,抗滴落剂的加入提高了材料的热稳定性,明显改善了材料的阻燃性,尤其加入抗滴落剂后,材料无熔滴现象,其力学性能也有所改善.与添加滑石粉的阻燃PP相比,该体系更能保持材料原有良好的光泽度和较低的密度.     

Effect of Phosphorus-Based Flame Retardants and PA6 on the Flame Retardancy and Thermal Degradation of Polypropylene

The investigation mainly focuses on the effect of polyamide 6 (PA6) and phosphorus based flame retardants (FRs) on improving the flame retardancy of polypropylene (PP). The flame retardant properties have been studied by limiting oxygen index, vertical burning test tests and cone calorimeter testing. The results demonstrate that PA6 and FRs can greatly improve the flame-retardant and thermal properties of PP. It’s found that the addition of PA6/APP/FRs can promote the formation of stable intumescent char layers. Those indicate that the flame retardancy of PA6/APP/FRs/PP composites is improved by the condensed-phase action of PA6/APP/FRs.     

Experimental investigation of mechanical,thermal, and flame-retardant property of polyamide 6/phenoxyphosphazene fibers

In this study, flame-retardant polyamide 6 (PA6) fibers incorporated with hexaphenoxycyclotriphosphazene (HPCP) were prepared by melt spinning. The effects of HPCP on the mechanical, thermal, and flame-retardant property of PA6 fibers were investigated. The results indicated that PA6 fibers containing less than 15 wt % of HPCP possessed acceptable spinnability. HPCP resulted in a slight decrease in tensile strength and tensile modulus, however, an enhancement of the flexibility. Thermal decomposition temperature of PA6 fibers reduced about 22 °C but the residue at 800 °C increased. At the loading of 10 wt %, PA6 fibers reached a limiting oxygen index value of 28.6% and had no smoldering time in the vertical oriented burning. Residue analysis by Fourier-transform infrared and scanning electron microscope revealed that a condensed phase mechanism was involved in the decomposition of PA6/HPCP system. Pyrolysis-gas chromatography–mass spectrometry results demonstrated that HPCP not affected the composition of the pyrolysis gases, but mainly intensified the effusion of nonflammable gases, which is positive to flame retardancy. Therefore, the PA6/HPCP composite fibers would get access to satisfactory applications as flame-retardant materials. © 2019 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2020 , 137, 48458.     

烷基糖苷在阻燃粘胶纤维上的应用研究

采用烷基糖苷(APG)作为阻燃材料的分散剂,加入粘胶胶液中,用以制备阻燃粘胶纤维,并与常规阻燃粘胶纤维的性能指标进行对比研究。经SEM,红外光谱及取向度测试对2种阻燃粘胶纤维分析检测。结果表明:以APG作为阻燃材料分散剂制备的粘胶纤维,其阻燃材料在纺丝过程中与纤维素共聚形成互相嵌套的交联网,纤维的结晶区比常规阻燃纤维明显增加;结晶取向度比常规阻燃粘胶纤维有了显著提高;纤维的干湿强力比常规阻燃粘胶纤维提高了17%以上;成丝阻燃剂用量减少了20%,极限氧指数可达29。     

MF-PVA阻燃纤维结构与性能研究

将三聚氰胺甲醛(MF)树脂和聚乙烯醇(PVA)制得纺丝原液,经湿法纺丝得到MF-PVA阻燃纤维,研究了MF-PVA阻燃纤维的结构与性能。结果表明:MF-PVA纤维截面形状不规则,表面不光滑,且有孔洞;MF-PVA纤维具有较好的力学性能,热性能和阻燃性能,其模量为75 cN/dtex,断裂强度为1.5～2.5 cN/dt- ex,断裂伸长为15%,吸湿率为9.2%,结晶度为20.5%,热分解温度为300℃,极限氧指数达35。MF-PVA纤维耐酸碱性一般,在酸碱溶液中经过98 h浸泡后,纤维的强度保持率低于50%。     

无卤阻燃增强PA66的研制及其在断路器外壳中的应用

采用红磷母粒阻燃玻璃纤维增强聚酰胺66(PA66),并添加适当的添加剂,制备了无卤阻燃增强PA66;考察了阻燃剂、增容剂及其它助剂对材料性能的影响。结果表明,该材料具有较高的力学性能、电绝缘性能和阻燃性能;用该材料制备的断路器外壳具有较好的阻燃性能及电绝缘性能,产品质量得到了客户认可。     

Enhanced mechanical properties and fire retardancy of polyamide 6 nanocomposites based on interdigitated crystalline montmorillonite–melamine cyanurate

Polyamide 6 (PA6)–montmorillonite (MMT)–melamine cyanurate (MCA) nanocomposites were prepared by the incorporation of interdigitated crystalline MMT–MCA. Their morphologies were assessed by X‐ray diffraction, scanning electron microscopy, transmission electron microscopy, thermal stability measurement by thermogravimetric analysis, mechanical properties measurement by tensile tests, and fire retardancy measurement by limiting oxygen index testing and vertical burning testing (UL‐94). The results indicate that MMT–MCA was homogeneously nanodispersed in PA6. Compared with PA6–MCA, the PA6–MMT–MCA nanocomposites showed enhanced thermal stability. The mechanical properties and fire retardancy show that the PA6–MMT–MCA nanocomposites with 5 wt % total loading of MMT–MCA reached UL‐94 V‐2 rating (3.2 mm) and significantly increased the tensile strength of PA6 up to 24.8 % with only 1 wt % MMT in PA6. Through the control the weight ratio of MMT and MCA in MMT–MCA, the Young's modulus of PA6 could be adjusted in a very wide range (300–1100 MPa) because of the dual role of the rigid MMT and nonrigid MCA layers. The reinforced mechanism of the mechanical properties was also investigated. Consequently, the PA6–MMT–MCA nanocomposites with a good nanodispersing ability, improved thermal stability, excellent mechanical properties, and good flame retardancy were obtained and could provide broad prospects for wider applications for PA6 materials. © 2017 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2018 , 135, 46039.