介孔SiO_2复配水滑石协效阻燃EVA性能研究

以乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)为基体树脂,水滑石(LDHs)为复配阻燃剂,通过添加协效剂介孔SiO_2制得介孔SiO_2/EVA/LDHs复合材料。对制得的介孔SiO_2/EVA/LDHs复合材料的阻燃和抑烟效果进行表征,并初步探讨相应的阻燃及抑烟作用机理。实验结果表明:制得的介孔SiO_2/EVA/LDHs复合材料极限氧指数(LOI)值最高达到29.5%;阻燃性等级(UL94)达到V-1级以上,热释放峰值为207.29kW/m~2,总热释放为95.7MJ/m~2,具有良好的阻燃性能;在点火和未点火情况下,复合材料均体现出良好的抑烟性能。     

干法表面改性对无机复合阻燃剂填充EVA材料的影响

研究水镁石颗粒表面包覆水合氧化锌型无机复合阻燃剂的干法表面改性及其在乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)中的应用性能,并对改性和阻燃机理进行初步分析。结果表明,经改性的阻燃剂填充的EVA材料的阻燃性能和力学性能均得到提高,特别是力学性能有较大幅度提高,材料的氧指数为38.0%,拉伸强度为12.2 MPa,断裂伸长率为360%。红外光谱分析表明,表面改性剂通过物理缠绕和化学键合的方式附着在氧化锌包覆水镁石颗粒的表面,改变了氧化锌包覆水镁石颗粒的表面性质,提高了与有机聚合物的相容性。阻燃剂的阻燃范围在300~500℃,EVA起到了非常有效的阻燃作用。     

神府煤/ZnMgAl-LDHs复合材料的制备及组成结构研究

采用原位共沉淀法制备了神府煤/ZnMgAl-水滑石复合材料(SFCoal/ZnMgAl-LDHs),并用X射线衍射(XRD)、傅里叶红外变换红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)和能谱分析(EDX)对其进行表征,探讨了沉淀反应pH、晶化时间及煤盐比对SFCoal/ZnMgAl-LDHs的组成、结构及形貌的影响.结果表明,SFcoal/ZnMgAl-LDHs中神府煤微米颗粒表面被纳米片状LDHs包覆,形成典型的微纳米结构.神府煤通过羧基等官能团与LDHs层板羟基产生氢键相互作用,且对Zn2+、Mg2+的选择性络合可调控复合材料的组成及微纳米结构.pH=10时,复合材料结晶度最好.随着煤盐比的增加及晶化时间的缩短,复合材料中LDHs的结晶度下降,水滑石层板与煤大分子相互作用增强,煤表面纳米LDH层板的团聚现象逐渐消失,趋向于垂直于表面取向,且LDHs中锌离子含量显著提高.     

水镁石基复合阻燃剂的制备及在EVA材料中的应用

采用化学复合方法制备出水镁石基复合阻燃剂,SEM、XRD和EDS测试表明复合阻燃剂颗粒表面粗糙,水镁石表面包覆着许多超细氧化锌粒子,通过BET测定,比表面积由包覆前的10.1499 m2/g提高到13.6762 m2/g。由复合阻燃剂填充的EVA材料,氧指数可达41.8,拉伸强度达13.4 MPa,断裂伸长率达193%,较水镁石原料及水镁石和氧化锌机械混合样的阻燃性能和力学性能有显著提高。TG和DTA热分析表明,复合阻燃剂可提高复合材料的分解温度和燃烧残留率,能有效抑制聚乙烯主链裂解,增强复合材料的热稳定性。     

多元LDHs/EVA纳米复合材料的制备及性能研究

以氯化镁(MgCl2.6H2O)、氯化铝(AlCl3.6H2O)、氯化锌(ZnCl2)、氯化铁(FeCl3.6H2O)和碳酸钠(Na2CO3)为原料,采用共沉淀法制备了二元MgAl-CO3LDHs、三元MgAlZn-CO3LDHs和四元MgAlZnFe-CO3LDHs无机纳米粉体,用聚乙二醇(PEG)对3种LDHs进行原位改性,采用熔融共混法制备了EVA/LDHs纳米复合材料,并对LDHs和纳米复合材料进行了透视电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、热重分析(TG)、力学性能、燃烧性能等测试。结果表明加入LDHs纳米粉体后,虽然对复合材料的力学性能有一定的影响,但对复合材料的阻燃效果有着明显的改善;而且随着LDHs元数的增加,复合材料的阻燃效果得到明显提高;当四元MgAlZnFe-CO3LDHs的添加量为15%时,复合材料即可自熄。     

Sb_2O_3-ZnMgAl类水滑石的制备及其在软聚氯乙烯阻燃中的应用

采用快速成核/晶化法、油酸钠改性以及高速球磨分别得到改性前后锌镁铝类水滑石(ZnMgAl LDHs,LDHs)和Sb_2O_3-LDHs样品。通过XRD、FTIR、FESEM和TG等对所制备的LDHs和Sb_2O_3-LDHs进行了表征。考察了添加质量比为6∶100(PVC为100)时,改性前后LDHs和Sb_2O_3-LDHs的添加对所制备的聚氯乙烯(PVC)基复合材料阻燃及力学性能的影响,结果显示:添加改性前后LDHs和Sb_2O_3-LDHs所制备的PVC基复合材料均达到V-0级别,极限氧指(LOI)值可达33.4%,且添加改性LDHs和Sb_2O_3-LDHs的复合材料力学性能均有所改善。材料燃烧后残碳及断面的FESEM显示:改性LDHs和(Sb_2O_3)_(10)-LDHs的添加使PVC基复合材料燃烧后表面形成结构密实的保护性炭层,提高阻燃性能;改性LDHs在软PVC中分散均匀,相容性较好,使改性LDHs具有更优的增强和增韧作用;而Sb_2O_3-LDHs在PVC基体间存在界面差异,导致材料的断裂伸长率、拉伸强度随Sb_2O_3质量分数的增加有所下降。     

微胶囊化膨胀型阻燃剂与有机蒙脱土协效阻燃乙烯-醋酸乙烯共聚物性能

通过纳米复合的方式,将微胶囊化的膨胀型阻燃体系—聚磷酸铵(APP)-季戊四醇(PER)与有机改性的片层蒙脱土(OMMT)用于协效阻燃乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)。采用XRD、TEM、TGA、极限氧指数(LOI)、垂直燃烧(UL-94)、锥形量热仪、烟密度和动态机械热分析对微胶囊化APP(MCAPP)-微胶囊化PER(MCPER)-OMMT/EVA复合材料的结构与性能进行研究。研究结果表明,OMMT被完全剥离开,并以层离或插层的状态分散在EVA中;MCAPP-MCPER与OMMT之间存在明显的协效阻燃作用,用3wt%OMMT代替MCAPP-MCPER后,MCAPP-MCPER-OMMT/EVA复合材料的LOI值从25.5vol%提高到29.5vol%,垂直燃烧结果由V-2上升到V-0级别,残炭量也由14.5wt%增大到15.9wt%,烟密度由154.7 g/s降低到97.5 g/s,材料的阻燃性能得到有效提高。此外,万能拉伸测试及动态机械热分析测试表明,通过纳米复合制备的阻燃MCAPP-MCPER-OMMT/EVA复合材料具有更好的力学和动态热机械性能。      

纳米Mg(OH)_2-微胶囊红磷/乙烯-乙酸乙烯酯共聚物阻燃复合材料的性能

以微米Mg(OH)_2(mMg(OH)_2)、纳米Mg(OH)_2(nMg(OH)_2)和微胶囊红磷(MRP)为无卤阻燃剂,乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)为聚合物基体,通过熔融共混方法制备了一系列不同阻燃剂含量的Mg(OH)_2-MRP/EVA阻燃复合材料,采用极限氧指数、垂直燃烧、锥形量热分析、热分析、SEM、拉伸试验、流变学分析等方法研究了复合材料的阻燃、力学和加工性能。结果表明,Mg(OH)_2阻燃剂用量相同时,nMg(OH)_2/EVA复合材料的阻燃和抑烟性能比mMg(OH)_2/EVA复合材料更好,但当Mg(OH)_2用量小于60wt%时,nMg(OH)_2/EVA和mMg(OH)_2/EVA复合材料的垂直燃烧等级都达不到V-0级。Mg(OH)_2本身的阻燃效率较低,nMg(OH)_2和MRP对EVA有非常显著的协同阻燃作用,二者掺杂比例适当时可大幅度降低Mg(OH)_2的用量。与nMg(OH)_2/EVA复合材料相比,nMg(OH)_2-MRP/EVA复合材料燃烧时能够生成连续致密的炭层,覆盖在材料表面形成防火屏障,提高其阻燃性能。nMg(OH)_2的热分解反应对nMg(OH)_2-MRP/EVA复合材料的燃烧性能有极其重要的影响。当nMg(OH)_2热分解后再加入到MRP/EVA体系中时,nMg(OH)_2-MRP/EVA复合材料的阻燃和抑烟性能均急剧降低。当nMg(OH)_2∶MRP∶EVA的质量比为40∶10∶100时,nMg(OH)_2-MRP/EVA复合材料同时具有优异的阻燃性能、力学性能和加工性能,可满足实际应用的需要。     

无卤阻燃乙烯-醋酸乙烯酯共聚物泡沫复合材料的制备及性能表征

为使得乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)泡沫复合材料具有阻燃功能,分别添加膨胀石墨-聚磷酸铵(EGAPP)和膨胀石墨-聚磷酸铵-热塑性淀粉(EG-APP-TPS)两种不同复配阻燃剂,通过熔融共混和硫化发泡制备了无卤阻燃EVA泡沫复合材料。采用极限氧指数(LOI)、垂直燃烧(UL-94)、热分析质谱联用(TG-MASS)及扫描电镜(SEM)测试等对EG-APP/EVA及EG-APP-TPS/EVA泡沫复合材料进行表征。结果表明:EG-APP复配阻燃剂添加量为30wt%、EG与APP质量比为1∶4时,EG-APP/EVA泡沫复合材料的LOI达28.1%,UL-94为V-1级;而当EG-APP-TPS复配阻燃剂添加量同为30wt%,EG、APP与TPS质量比为1∶4∶1时,EG-APP-TPS/EVA泡沫复合材料的LOI可达29.3%,UL-94为V-0级。TG-MASS和SEM分析表明:EG、APP和TPS在气相和固相中均具有显著的协同阻燃作用。     

EVA无卤阻燃改性的研究进展

综述了近年来无卤阻燃改性乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)的研究现状和进展,简要介绍了无卤阻燃剂(氢氧化物阻燃剂、磷系阻燃剂、氮系阻燃剂、硅系阻燃剂、膨胀阻燃剂等)的阻燃机理、特点及改性方法,并展望了EVA无卤阻燃今后的发展趋势。     

高填充量耐油乙烯-醋酸乙烯酯共聚物电缆材料的制备及性能

应用聚硅氧烷低聚物(FPSO)对二氧化硅(SiO_2)、氢氧化铝(ATH)和氢氧化镁(MH)的混合物进行改性,并将改性后的无机混合物与乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)进行熔融共混复合,制备出无机物填充量达50%的EVA电缆材料。采用扫描电镜(SEM)、差示扫描量热仪(DSC)、旋转流变仪、万能试验机和极限氧指数测试仪对EVA电缆材料的结构和性能进行表征与测试。SEM结果显示,FPSO的引入促进了高含量无机混合物在EVA基体中的分散,材料燃烧后的炭渣表面结构完整;DSC测试结果表明,FPSO含量较低时,EVA的结晶能力提高,有利于电缆材料力学性能的改善。流变测试结果揭示,FPSO的引入在削弱填料间相互作用的同时提高了无机粒子与基体间的界面黏结力,有利于提高材料的耐油及阻燃性能;当FPSO的质量分数为0.48%时,电缆材料具有较好的力学、耐油及阻燃性能。     

阻燃聚酯/蒙脱土纳米复合材料的制备及燃烧性能

采用直接酯化法,将共聚型阻燃剂羧乙基苯基次磷酸(CEPP)和对苯二甲酸以及乙二醇混合后酯化,在酯化产物中加入经过有机改性的蒙脱土,缩聚制备了阻燃聚酯/蒙脱土纳米复合材料(PET/MMT/CEPP)。用FT-IR、CONE对制得的复合材料进行了分析和研究,结果表明阻燃剂和聚酯发生了聚合反应,但加入的阻燃剂和蒙脱土在一定程度上降低了聚酯的特性黏度;PET/MMT/CEPP中的蒙脱土和阻燃剂起到了良好的协同阻燃效果,复合材料的阻燃性能有明显提高。     

黄麻纤维/聚酯纤维复合材料的阻燃改性

应用两种水性磷系阻燃剂——磷酸铵类阻燃剂(DAG-50)和磷酸酯类阻燃剂(DAG-80)及其复配阻燃剂对天然黄麻纤维进行阻燃改性,并与皮芯结构聚酯纤维制备成黄麻纤维/聚酯纤维复合材料,通过燃烧测试、SEM、红外、热失重、热失重-红外联用等技术分析了此两种阻燃剂及复配阻燃剂对黄麻纤维及其黄麻纤维/聚酯纤维复合材料的阻燃效果及阻燃机制,并筛选出适合黄麻纤维/聚酯纤维复合材料产业化的阻燃改性配方。结果表明,阻燃剂DAG-50阻燃改性效果良好,但容易析出于黄麻纤维表面。阻燃剂DAG-80能较为均匀地包覆在黄麻纤维表面,阻燃改性效果好,但其价格较高。DAG-50与DAG-80形成的复配阻燃剂,阻燃效果好,既避免了单独使用DAG-50时阻燃剂易析出问题,且复配阻燃剂接近中性,避免设备腐蚀。综合考虑成本与阻燃性能,使用DAG-50与DAG-80复配阻燃剂比例为2∶1且浓度为55wt%时,可达到黄麻纤维/聚酯纤维复合材料B1级阻燃。     

阻燃型木塑复合材料热解燃烧特性及产物研究

以改性天然碳水化合物结合碱式硫酸镁晶须(MHSH)混杂纤维为协效剂,结合膨胀阻燃剂(IFR)制备了阻燃型聚丁二酸丁二醇酯(PBS)木纤维复合材料。利用极限氧指数和垂直燃烧测试研究了复合材料的阻燃性能,并采用TG/DTA-MS对复合材料的热解过程、吸放热量和热解燃烧气体产物进行了分析。结果表明,5%的木薯渣作为碳源代替PBS提高了材料的阻燃性能。IFR/木薯渣/MHSH阻燃剂能够有效提高PBS的燃烧初始温度,并缩小燃烧温度范围。阻燃材料燃烧时,首先是IFR受热分解产生不可燃气体氨气在材料表层形成第一层阻燃保护层;其次,材料迅速燃烧产生的炭层形成第二层阻燃保护层;最后,在高温段MHSH分解形成第三层协效阻燃保护层。因此,最终形成了由外层不可燃气体氨气和内层天然碳水化合物MHSH膨胀炭层构成的气-固阻燃屏障,从而有效地提高了复合材料的阻燃性能。     

水滑石/红磷协同阻燃EVA材料的热分解特性

采用熔融共混方法制备了EVA/水滑石(LDH)/微胶囊化红磷(MRP)无卤阻燃材料,研究了LDH和MRP在乙烯与醋酸乙烯共聚物(EVA)中的阻燃协同作用,发现在EVA/LDH阻燃体系中添加适量的MRP可以显著提高体系阻燃性能,而且燃烧过程中不再有熔滴现象发生。采用TG和实时傅立叶变换红外光谱(RT-FT-IR)研究了EVA及其复合阻燃材料的热分解特性,实验发现,与EVA/LDH体系相比,EVA/LDH//MRP体系的热稳定性有所提高,MRP对EVA/LDH体系中的EVA热氧化降解具有一定的抑制作用。     

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。     

无卤阻燃改性聚丙烯的研究进展

综述了近年来无卤阻燃改性聚丙烯(PP)的研究现状和进展,总结了几种无卤阻燃剂(包括金属氢氧化物、膨胀型阻燃剂、磷系阻燃剂、混合阻燃剂)的优缺点及改性方法,分析了各种无卤阻燃剂的阻燃机理,并对无卤阻燃改性聚丙烯的研究进行了展望。     

改性炭黑/膨胀石墨/聚磷酸铵阻燃木塑复合材料的性能研究

采用改性炭黑(M-CB)、膨胀石墨(EG)、聚磷酸铵(APP)三者复合与木粉及聚丙烯(PP)制备阻燃抗静电木塑复合材料。通过ZC-36型高阻计、JF-3型氧指数测定仪、CZF-3水平垂直燃烧测定仪、锥形量热仪、热重分析(TGA)测定复合材料的表面电阻率、氧指数及燃烧性能、阻燃性能、热失重行为。研究结果表明M-CB有良好的导电性能,可以使材料表面电阻率由约1014Ω降低到约108Ω;锥形量热及氧指数结果等表明M-CB/EG/APP三者复合阻燃体系的阻燃性能优于单一组分,同时TGA结果表明样品材料热稳定性能高于单一阻燃体系,残炭量显著提高,可以保护PP,使PP分解温度上升。     

复合阻燃剂对聚双环戊二烯复合材料聚合动力学和性能的影响EI北大核心CSCD

将固/液复合阻燃剂硼酸锌-磷酸三(2-氯乙基)酯-氢氧化镁-氢氧化铝(ZB-TCEP-MH-ATH)引入双环戊二烯(DCPD)溶液中制备了DCPD稳定分散液,并通过前端开环易位聚合(FROMP)制备了阻燃聚双环戊二烯(PDCPD)复合材料。研究了复合阻燃剂的组分及含量对DCPD的聚合动力学、复合材料的热稳定性、力学性能和阻燃性能的影响。结果表明,复合阻燃剂会影响DCPD的反应活性,降低材料的聚合焓和固化度。随着阻燃剂含量的增加,聚合焓降低程度增大,但在相同阻燃体系中,材料的固化度仅受阻燃剂种类的影响,且材料的储能模量和玻璃化转变温度与材料的固化度线性相关。复合阻燃剂的引入会降低PDCPD复合材料的拉伸强度,但明显提高了材料的热稳定性、断裂伸长率、冲击强度和阻燃性,当ZB-TCEP-MH-ATH的含量为55%时,材料的极限氧指数(LOI)达41%,并通过UL-94 V-0级,材料的热释放速率峰值(pHRR)和燃烧增长速率(FIGRA)值分别仅为PDCPD的8.51%和3%,烟生成速率峰值(pSPR)降幅达80.36%,火灾性能指数(FPI)提高了8倍,具有较好的综合性能。     

复合阻燃体系在阻燃聚碳酸酯/聚对苯二甲酸丁二醇酯合金中的应用机理

采用磷酸酯(PX-220)作为阻燃剂,聚四氟乙烯(PTFE)、硼酸锌(ZB)作为阻燃协同剂,聚碳酸酯(PC)和聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)为基体,通过熔融挤出混合,获得阻燃PC/PBT合金。研究了磷酸酯/PTFE和磷酸酯/ZB复合阻燃剂对PC/PBT合金阻燃性能、热分解行为的影响,分析了磷酸酯、PTFE和ZB在阻燃PC/PBT合金中的阻燃机理,采用扫描电镜(SEM)观察阻燃PC/PBT合金的燃烧物表面形态。研究结果表明,磷酸酯/PTFE和磷酸酯/ZB复合阻燃剂在PC/PBT合金中具有优良的阻燃协同作用,使该阻燃材料的氧指数达到30以上;垂直燃烧达到V-0级。TG曲线表明,磷酸酯的加入提高了PC/PBT合金的热分解温度,延缓了PC/PBT合金燃烧速度。合金材料燃烧炭层形貌扫描电镜(SEM)说明,复合阻燃剂能增加炭层密度,提高阻燃效果。