APP/PER阻燃SEBS/PP共混物的研究

采用APP/PER(IFR)复合膨胀阻燃剂阻燃SEBS/PP体系.通过热重分析、扫描电镜、氧指数和万能拉力试验机等研究IFR对SEBS/PP的阻燃及力学性能的影响.IFR的加入可使体系的残炭量显著增加,当IFR的质量分数为30%时,600℃下SEBS/PP体系的残炭量由未加IFR的1.84%增至14.84%.经IFR阻燃的SEBS/PP在燃烧时形成内部多孔,外部致密的炭层,能有效地抑制聚合物的进一步燃烧.添加30%IFR时,SEBS/PP阻燃体系的氧指数可达27%,并通过UL94V-O测试,其拉伸强度为12.5 MPa,断裂伸长率达到492.6%.     

新型磷-氮膨胀阻燃剂在改性聚丙烯中的应用研究

采用自制干法合成的磷-氮膨胀型阻燃剂(磷酸酯三聚氰胺盐,IFR)复配聚磷酸胺(APP)和聚四氟乙烯(PT-FE)阻燃改性聚丙烯(PP),利用极限氧指数法、垂直燃烧法分析了阻燃PP的燃烧性能,通过热重分析仪、傅里叶变换红外光谱仪、扫描电子显微镜和X射线光电子能谱对阻燃PP的热降解过程、燃烧性能、残炭结构进行了分析,并研究了燃烧过程中复配阻燃体系对PP的阻燃机理。结果发现,IFR、APP和PTFE之间具有明显的阻燃协效作用;当阻燃剂总添加量为24%(APP为6%、IFR为17.5%、PTFE为0.5%)(质量分数)时,阻燃PP的极限氧指数达到30.1%,垂直燃烧测试达UL 94V-0级;加入阻燃剂还能提高PP的热稳定性。     

无卤阻燃PP材料的火灾危险性分析

利用氧指数、热重分析等测试方法对无卤阻燃聚丙烯(PP)的阻燃性能、热降解行为及火灾危险性进行了系统分析。结果表明:当添加无卤阻燃剂质量分数为20%时,PP垂直燃烧(UL-94)达到V-0级,极限氧指数达到33.2%,同时热降解过程发生滞后现象,热稳定性提高;无卤阻燃PP在燃烧过程中可以有效地降低体系热释放速率、烟释放速率和总烟释放。     

新型环保高效膨胀型阻燃剂阻燃聚丙烯

对2个复合体系聚丙烯/膨胀型阻燃剂(PP/IFR)及聚丙烯/聚烯烃弹性体/纳米碳酸钙/膨胀型阻燃剂(PP/POE/nano-CaCO3/IFR)的阻燃性进行研究,通过测试氧指数、水平燃烧速率、烟密度以及燃烧测试后试样的形貌观察,分析了复合体系的阻燃效果及机理。结果表明,PP/IFR复合体系可达到优异的阻燃性能,IFR用量为30份时氧指数达到34.4%,并且可明显改善PP的熔滴现象。而添加POE破坏了阻燃炭层的形成,降低了氧指数,并伴随严重的熔滴,却能明显降低释烟量。     

微胶囊化膨胀阻燃剂及膨胀阻燃聚丙烯性能的研究

通过微胶囊化技术合成了新型磷氮体系无卤膨胀型阻燃剂(IFR),采用IFR提高聚丙烯(PP)的阻燃性能。运用扫描电子显微镜、氧指数仪和垂直燃烧仪等对IFR阻燃PP体系的表面形态和性能进行分析。结果表明,聚磷酸铵经包覆后粒度增大;当IFR的质量分数达到30%左右时,PP/IFR体系可以获得良好的阻燃效果,其氧指数达到32%,燃烧等级为FV-0级,抑烟效果较明显;力学性能下降不大;断裂面形态良好。     

硅酮粉与复合膨胀阻燃剂协同作用对聚丙烯阻燃性能的影响

研究了硅酮粉、聚磷酸铵(APP)与季戊四醇(PER)组成的复合膨胀阻燃剂(IFR)协同作用对聚丙烯(PP)热降解及阻燃性能的影响。通过TGA、LOI极限氧指数表征了PP材料热降解及阻燃性能。采用扫描电镜(SEM)表征了燃烧后残留炭层的表面形貌。结果表明:在PP燃烧过程中,硅酮粉能促进形成致密的,紧凑的膨胀阻燃炭层。当阻燃剂用量占体系的30%时,在聚丙烯阻燃体系中,硅酮粉与膨胀性IFR阻燃剂协同阻燃效果比单独使用IFR的阻燃效果好。硅酮粉与膨胀性IFR阻燃剂协同阻燃效果最佳用量为:硅酮粉为2%,IFR为28%。     

KH550改性PEPA对PP/IFR体系阻燃、耐水和力学性能的影响

利用硅烷偶联剂KH550对季戊四醇磷酸酯(PEPA)进行表面改性,得到Si-PEPA,将其与三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)复配成膨胀型阻燃剂(IFR)对聚丙烯(PP)进行阻燃改性。研究了KH550改性PEPA对PP/IFR体系阻燃、耐水和力学性能的影响。利用极限氧指数(LOI)仪、垂直燃烧(UL94)仪、锥形量热(CONE)仪对阻燃PP的燃烧性能进行测试,结果表明,当IFR的添加量为20%时,PP/MPP/Si-PEPA体系可以达到UL94 V-0级,氧指数达到32.5%,最大热释放速率(PHRR)和总热释放量(THR)都较PP/MPP/PEPA体系有明显降低。热重分析(TGA)显示,经KH550处理后,PP/IFR材料的热稳定性显著提高。经70℃热水浸泡72 h后,PP/MPP/Si-PEPA材料仍然可以通过UL94 V-1级。同时,KH550对PEPA的表面处理也提高了PP/IFR材料的力学强度。     

PP/APP/磷系阻燃剂FR复合材料的燃烧性能研究

将新型磷系阻燃剂1,3,5-三(5,5-二甲基-1,3-二氧杂环己内磷酸基)苯(FR)、无规聚丙烯(APP)加入聚丙烯(PP)中制备了 PP/APP/FR 复合材料,采用极限氧指数测定、垂直燃烧实验(UL94)、锥形量热分析对复合材料燃烧性能进行了研究。结果表明,APP/FR 提高了 PP 复合材料的氧指数和垂直燃烧性能级别,延长了点燃时间,降低了热释放速率和燃烧烟气中的 CO、CO_2浓度,阻燃效果显著。当15%(质量分数,下同)FR 和10%APP 复配阻燃 PP 时,复合材料的氧指数达29.6%,UL94 V-0级。     

PP/LGF复合材料的膨胀性阻燃与协效阻燃性能

采用膨胀型阻燃剂(IFR)及协效剂海泡石(SP)对长玻璃纤维增强聚丙烯(PP/LGF)复合材料进行阻燃,通过双螺杆挤出机制备了PP/LGF母粒,IFR母粒和SP母粒,然后将这3种母粒通过注塑机制备了PP/LGF/IFR/SP复合材料,通过极限氧指数(LOI)、垂直燃烧测试、锥形量热仪、热重分析、扫描电子显微镜、力学性能测试等表征PP/LGF各阻燃复合体系的性能。结果表明,当IFR质量分数为22%时,PP/LGF/IFR阻燃复合材料的LOI为28.8%,且垂直燃烧等级达到V–0级;锥形量热仪测试结果表明加入IFR及SP后阻燃复合体系的第一热释放速率峰值降低,而第二热释放速率峰消失;SP质量分数为1%,IFR质量分数为21%的PP/LGF/IFR/SP阻燃复合材料LOI为29.6%,垂直燃烧等级达到V–0级,热释放速率峰值和总热释放量得到有效降低,热稳定性最好,且燃烧时产生致密的炭层覆盖于玻璃纤维表面,同时加入1%SP后复合材料的力学性能下降幅度相对较小。     

硅胶与膨胀型阻燃剂复配阻燃LGF/PP复合材料的性能研究

研究硅胶(SG)作为协效剂与IFR协同阻燃LGF/PP复合材料的性能。通过极限氧指数(LOI)、垂直燃烧(UL-94)、锥形量热仪(CONE)、热重分析法(TG)、扫描电子显微镜(SEM)、力学性能等测试表征LGF/PP/IFR/SG阻燃复合体系的性能。结果表明:当硅胶用量为2%时,阻燃复合材料的LOI为29.4%,且燃烧等级达到V-0级;CONE测试结果表明LGF/PP/IFR/SG阻燃复合材料的第一热释放速率峰值降低,而第二热释放速率峰消失;LGF/PP/IFR/SG阻燃复合材料具有较好的热稳定性,且产生致密均匀的炭层;并研究硅胶用量对复合材料力学性能的影响。     

氧化锌对膨胀阻燃聚丙烯的影响

研究了协效剂氧化锌（ZnO）对聚磷酸铵（APP）、季戊四醇（PER）、氰尿酸三聚氰胺（MCA）膨胀阻燃聚丙烯（PP）体系的阻燃协效作用。采用氧指数（LOI）、热失重法（TG）、锥形量热仪（Cone）、红外光谱（FTIR）等手段分析了ZnO对膨胀阻燃PP的影响。结果表明，氧化锌可提高该体系的LOI和阻燃性能，还可促进阻燃体系形成炭层，且可提高其炭层的强度，该体系氧化锌最佳用量应为1．0份。     

Preparation and characterization of double shell microencapsulated ammonium polyphosphate and its flame retardance in polypropylene

Microencapsulated ammonium polyphosphate (MUFAPP) with a double shell is prepared by in situ polymerization, and is characterized by FTIR, XPS and SEM, etc. The microencapsulation of APP can increase its flame retardance and water resistance in PP. The flame retardant action of MUFAPP and APP in PP are studied using LOI and UL 94 test, and their thermal stability is evaluated by TG. The LOI value of the PP/MUFAPP composite at the same loading is higher than that of PP/APP composite. The LOI values of the PP/MUFAPP/ dipentaerythritol are higher than that of the PP/MUFAPP, and UL 94 ratings of most ternary composites are raised to V-0 at 30 wt.% loading. The results of the cone calorimeter also indicate that MUFAPP is an effective flame retardant in PP. The thermal degradation behaviors of APP and MUFAPP are studied using TG and dynamic FTIR.     

长链磷腈衍生物的制备及其在聚丙烯中的阻燃应用

利用亲核取代反应合成了六十二氨基环三磷腈(HDCP)和六辛氨基环三磷腈(HOCP),将合成的HDCP和HOCP添加到聚丙烯(PP)/聚磷酸铵(APP)/季戊四醇(PER)体系中,并通过极限氧指数、垂直燃烧测试UL 94和锥形量热分析等研究了体系的阻燃性;通过力学性能测试研究了HDCP和HOCP对材料力学性能的影响。结果表明,当HDCP和HOCP的用量分别为2 %时,阻燃效果最佳,极限氧指数均比纯PP提高了13 %左右;随着HDCP和HOCP加入量的增大,材料的冲击强度逐步增加,但是断裂伸长率却逐步降低。     

The flame retardant and thermal performances of polypropylene with a novel intumescent flame retardant

A novel mono-component intumescent flame retardant(m-IFR), called poly-(spirocyclic pentaerythritol bisphosphonate-1,3,5-triazine-O-bicyclic pentaerythritol phosphate) (PSTBP) was synthesized and characterized. PSTBP was used in polypropylene (PP) to obtain PP/PSTBP mixture whose flame retardancy, thermostability, and water resistance were studied by limiting oxygen index (LOI), vertical burning test (UL-94 V) and thermogravimetric analysis (TGA). In addition, flame-retardant mechanism of the PSTBP was investigated. The results showed that the residue of PSTBP reached 34.58% at 800°C and the volume of the PSTBP increased by dozens of times. When the content of PSTBP was 30.0 wt%, the PP/PSTBP mixture could achieve an LOI value of 32.5% and an UL-94 V-0 rating. Compared with PP/APP/PER system, PP/PSTBP mixture showed better water resistance. The TGA and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) results showed that PSTBP could generate free radicals and capture the free radicals of the thermal decomposition of PP, and form a dense, strong, and thick intumescent char on the substrate, thus effectively retard the degradation and combustion of PP.     

MPP无卤阻燃聚丙烯纤维的辐照改性研究

采用自制季戊四醇螺环磷酸酯双蜜胺盐(MPP)无卤阻燃剂与聚丙烯(PP)进行共混纺丝,制备了无卤阻燃PP纤维,采用低能电子辐照对无卤阻燃PP纤维进行改性,并对MPP的结构、PP纤维的力学性能及阻燃性能进行了表征。结果表明:自制MPP为预期结构;随着MPP含量的增加,PP纤维的极限氧指数(LOI)增大,但其断裂强度有所下降;MPP质量分数为8%时,纤维断裂强度为6.02 cN/dtex,LOI为24.5%;随低能电子辐照量的增大,MPP质量分数8%的阻燃PP纤维的LOI大幅度增加;当电子辐照量为200 kGy时,阻燃PP纤维的LOI为33.8%,断裂强度为3.08 cN/dtex,起始分解温度和残炭率比纯PP纤维均有较大幅度增加,燃烧形成连续致密的炭层。     

硼酸锌在膨胀型阻燃聚丙烯中的协同阻燃机理研究

通过氧指数，热重分析（TGA）和扫描电子显微镜（SEM）研究了硼酸锌在膨胀型阻燃丙烯中的协同阻燃作用，硼酸锌的加入在用量低时可显著增加膨胀型阻燃聚丙烯（PP）的氧指数,而当用量超过一定值后，氧指数则急剧降低，TGA显示硼酸锌用量为2．5份时，500℃的剩焦量出现最大值。这与氧指数的数值非常吻合。扫描电子显微镜观察到硼酸锌用量为2．5份时，燃烧剩炭出现大泡孔结构，这种大泡孔具有非常薄的壁，为此，我们认为该体系的阻燃机理是聚磷酸铵分解后形成的玻璃状物与硼酸锌分解物形成一种乳液体系覆盖在燃烧物表面，该体系使聚磷酸铵分解产生的气泡稳定，形成有效的隔离层使阻燃性能得到提高。     

有机化坡缕石黏土-膨胀型阻燃聚丙烯复合材料的制备及性能

制备了优异阻燃性能(LOI36%)兼具良好力学性能的膨胀型阻燃聚丙烯复合材料OPGS/PA-APP/PP。将有机化坡缕石黏土引入到哌嗪-多聚磷酸铵(PA-APP)膨胀型阻燃(IFR)聚丙烯(PP)复合材料中,通过极限氧指数(LOI)、垂直燃烧(UL-94)、热重分析法(TGA)、扫描电子显微镜(SEM)、通用电子万能试验机研究了有机化坡缕石黏土添加量对PA-APP阻燃聚丙烯复合材料阻燃性能和力学性能的影响。结果表明,添加质量分数为2%的有机化坡缕石黏土提高了该复合材料的阻燃性能和力学性能。此外,所制备样品经垂直燃烧测试可达到阻燃V-0级别。实验证明,有机化坡缕石黏土在膨胀型阻燃聚丙烯复合材料中具有明显的协效阻燃作用。     

磷系阻燃剂FR/APP协效阻燃PP

采用氧指数测定仪、热重分析仪和锥形量热仪研究了磷系阻燃剂1,3,5-三(5,5-二甲基-1,3-二氧杂环己内磷酸基)苯(FR)和聚磷酸铵(APP)复配体系对聚丙烯(PP)材料阻燃性能的影响.结果表明,FR/APP提高了PP的极限氧指数(LOI)、热稳定性和残炭率,降低了热释放速率.当w(FR)为15%和w(APP)为10%复配阻燃PP时,复合材料的LOI为29.6%.阻燃级别达到UL 94 V-0级.     

少量增容剂对膨胀阻燃PP/POE共混复合体系性能的影响

为提高聚丙烯(PP)材料的热性能和力学性能,选用膨胀型阻燃剂(IFR)对PP/乙烯-辛烯共聚物(POE)共混体系进行阻燃改性,应用双螺杆共混挤出的方法制备了PP/POE/IFR共混复合体系,对共混复合体系的阻燃性能、力学性能、膨胀炭层以及微观相结构进行了研究。结果表明,少量增容剂马来酸酐接枝POE(POE-g-MAH)的加入使得IFR颗粒的分散更加均匀、分散粒径减小,同时颗粒与聚合物基体间的结合更加紧密,从而对共混复合体系的力学和阻燃性能都有明显的提高,特别是提高冲击强度。当PP/POE/IFR/POE-g-MAH配比为80/17/20/3时,共混复合体系的平均热释放速率、热释放速率峰值、比消光面积平均值、总烟释放量较未添加增容剂的共混复合体系(PP/POE/IFR配比为80/20/20)分别下降了22.4%,14.9%,29.2%,21.8%,冲击强度提高了69.6%。     

Influence of nano silica hybrid expandable graphite on flammability,thermal stability,and mechanical property of polypropylene/polyamide 6 blends

Silica (SiO₂) nanohybrid expandable graphite (nEG) particles fabricated through one-step method are used as an efficient flame retardant for polypropylene (PP)/polyamide 6 (PA6) blends. The effect of nEG on the flammability, thermal stability, crystallization behaviors, and mechanical properties of PP/PA6 composites is investigated by using limit oxygen index (LOI), UL-94 test, cone calorimeter test (CCT), thermogravimetric analysis, differential scanning calorimetry, Fourier transform infrared, scanning electron microscopy, and mechanical tests. Compared with pure expandable graphite (EG), nEG improves the flame retardancy of composites. The results of LOI show that LOI of PP/PA6/nEG10 and PP/PA6/nEG15 composites are 26.0% and 27.2%, respectively. But the LOI values of PP/PA6/EG10 and PP/PA6/EG15 composites are 25.7% and 26.9%, respectively. The UL-94 test results show that PP/PA6/nEG10 composites reach V-1 level when the nEG content is only 10%. However, the PP/PA6 composites with 10% EG does not pass the UL-94 test. In addition, PP/PA6 composites with 15% nEG can reach V-0 level. The CCT results further show that nEG has a higher flame-retardant efficiency than pure EG for PP/PA6 blends. The thermal stability of PP/PA6/nEG composites is better than that of PP/PA6/EG composites. The mechanical property tests indicate that nEG is more conducive to maintain the tensile and impact strengths of PP/PA6 blends than EG due to the enhanced compatibility and interfacial adhesion.