三嗪类成炭剂的制备及其阻燃聚丙烯的研究

以三聚氯氰和4,4’-二氨基二苯醚（ODA）为原料制备了具有三嗪环与苯环交替结构主链的新型三嗪类成炭剂(CA-ODA),并将其与聚磷酸铵（APP）复配,用于阻燃聚丙烯（PP）。采用热失重分析方法和锥形量热仪研究了不同质量配比的APP/CA-ODA阻燃体系对PP热稳定性和阻燃性能的影响。结果表明,CA-ODA自身具有良好的热稳定性和成炭性能,三嗪环和苯环交替结构能够促进PP成炭,从而有效地提高了PP的阻燃性能。当APP/CA-ODA体系总添加量为25%,二者质量配比为2:1时,PP复合材料的热释放速率峰值由1046 kW?m-2降低至334 kW?m-2,并且残炭量高达41.5 %。     

三嗪类阻燃剂的热性能及成炭机理探索

合成了一种新型三嗪类成炭剂(CA),并利用质量分数为6.7%的CA、80.3%的聚磷酸铵(APP)和13%的三聚氰胺(MA)复配而成的膨胀型阻燃剂(IFR)对聚丙烯(PP)进行阻燃.用热重分析仪研究了IFR及其阻燃PP体系的热性能,并对其阻燃成炭机理进行了探索.结果表明,IFR使PP的热降解行为发生了变化,PP/IFR 600℃时在氮气中的质量保持率达到18.05%,,在空气中达到13.43%.IFR、PP/IFR的实际质量保持率比理论值高,各组分间存在着协同阻燃作用.PP/IFR在燃烧时可形成较好的膨胀炭层.     

三嗪类大分子成炭剂的合成及其在聚丙烯中应用

以三聚氯氰、乙醇胺和乙二胺为原料,通过分子设计合成新型三嗪类大分子成炭剂(TBM),并将其与聚磷酸铵(APP)复配,用于阻燃聚丙烯(PP)。研究了APP/TBM的质量比对PP阻燃性能、热稳定性能和耐水性能的影响。结果表明,APP/TBM对PP具有良好的阻燃作用。当APP和TBM的总质量分数为25%、质量比为2∶1时,PP/APP/TBM的极限氧指数达到32.5%,且达到UL-94 V-0级;同时,经耐水测试后仍能达到UL-94 V-0级。     

三嗪类成炭剂的合成及对聚丙烯的阻燃

以三聚氯氰、二乙醇胺和乙二胺为原料,设计并合成了一种新型三嗪类成炭剂(CA),将其与聚磷酸铵(APP),三聚氰胺(MA)复配成膨胀型阻燃剂(IFR),并用其对聚丙烯(PP)进行阻燃.使用混料设计的方法研究了CA对阻燃PP体系的阻燃性能和力学性能的影响.结果表明.所复配的IFR极大地改善了PP的阻燃性能.当IFR是由80.3%(质量分数,下同)的APP、13.0%的MA和6.7%的CA组成时,IFR对PP体系具有最有效的阻燃性.当PP中IFR加入量为30%时,阻燃PP体系的的极限氧指数(LOI)达到35.5%;当IFR加入量仅为25%时,阻燃PP体系的的阻燃性能也通过UL-94 V-0级,LOI值达到32.5%.     

聚磷酸铵/三嗪成炭剂/碳纳米管复配体系对聚丙烯阻燃性的影响

以三聚氯氰和4,4’-二氨基二苯砜为原料制备了新型的三嗪类成炭剂(CA-DDS),并将与聚磷酸铵(APP)复配后用于阻燃聚丙烯(PP)。研究了不同配比的APP/CA-DDS阻燃体系对PP热稳定性和阻燃性能的影响,并进而对比了少量碳纳米管的引入对APP/CA-DDS阻燃体系的提高作用。结果表明:所合成的三嗪类成炭剂CA-DDS具有良好的热稳定性和成炭性能,与APP复配使用可以促进PP成炭,有效地提高PP的阻燃性能,热释放速率峰值由1 046 kW/m2降低至660 kW/m2。在APP/CA-DDS总质量分数为25%,二者质量配比为2∶1的基础上添加质量分数1%的碳纳米管后,可进一步提高PP的阻燃性能,热释放速率峰值降低至352 kW/m2。     

成炭剂及其膨胀阻燃体系的研究进展

介绍了近几年成炭剂及其膨胀阻燃体系的研究进展。分别介绍了传统型成炭剂(季戊四醇、双季戊四醇、淀粉、山梨醇)和新型成炭剂(三嗪类、聚酰胺、酚醛树脂、超支化成炭剂)在聚合物膨胀阻燃中的作用。并指出了现存成炭剂的缺陷,对未来开发出性能优良的成炭剂进行了展望。     

三嗪齐聚物成炭剂合成的研究

研究了合成新成炭剂三嗪类齐聚物的反应因素对产物收率的影响,通过实验结果的分析得到了最优化的条件:反应温度100℃,反应时间1h,缚酸剂滴加时间1.5h。并通过方差分析,得到了因素对收率影响的显著性,并在最优化条件下进行了重复实验。结果表明,正交设计法用于三嗪齐聚物的合成是有效的。     

含硅成炭剂的合成及其在阻燃PP中的应用研究

以三聚氰氯、γ-氨丙基三乙氧基硅烷及对苯二胺为主要原料合成了一种含有机硅的三嗪类成炭剂（CA）,将其与多聚磷酸铵(APP)复配成膨胀型阻燃剂(IFR)用于聚丙烯(PP) 阻燃。研究了APP与CA的配比及用量对PP阻燃性能、力学性能和热稳定性能的影响。结果表明,阻燃改性后的PP具有良好的阻燃性能和力学性能;CA具有优良的成炭作用,含硅基团能够促进PP成炭,提高了PP的热稳定性,有效地抑制了PP的进一步燃烧;当APP/CA为3/1、复配阻燃剂添加量为28 %（质量分数,下同）时,阻燃 PP的极限氧指数为32.5 %,垂直燃烧达UL 94 V-0级。     

磷-氮-锡膨胀阻燃剂阻燃聚丙烯的性能研究

在三嗪成炭剂和聚磷酸铵复配基础上,添加少量羟基锡酸锌(ZHS)作为协效剂,复配成磷-氮-锡(P-N-Sn)膨胀阻燃剂,通过热重分析(TG)、极限氧指数(LOI)、UL94测试、锥形量热仪以及扫描电镜(SEM)等测试手段,研究不同质量分数的P-N-Sn体系对PP复合材料阻燃抑烟性能及炭层结构的影响。实验结果表明,三嗪成炭剂-聚磷酸铵(TCA-APP)质量分数为26%时,阻燃PP复合材料在800℃时的残炭率提高了8.54%,最大热失重速率(MMLR)降低了44%,LOI由纯PP的18.8%提升至27.2%,UL94垂直燃烧等级达到V-0级,峰值热释放速率(pHRR)由599.79 kW/m²降至277.40 kW/m²,热释放总量(THR)由141.23 MJ/m²降至133.68 MJ/m²;ZHS的加入提升了P-N-Sn体系的阻燃和抑烟性能,添加0.5%的ZHS,残炭率提升至13.15%,SEM显示材料表面形成了致密的炭层,LOI达到32%,同时抑烟性能也得到了体现,热释放速率和总热释放量进一步降低...     

无溶剂法合成2,4,6-三(O,O-二甲基磷酰基)-1,3,5-三嗪的研究

研究了无卤膨胀型阻燃剂2,4,6-三(O,O-二甲基磷酰基)-1,3,5-三嗪的无溶剂合成方法。探讨了反应时间,反应温度以及反应物质的量比等对产品收率的影响,筛选出最适宜的工艺条件为亚磷酸三甲酯与三聚氯氰的物质的量比为3.2∶1,反应温度为70℃,反应时间为4 h。产品得率为91.3%。并用红外光谱、核磁共振谱、热重分析对化合物的结构及性能进行了表征和测定。     

膨胀型阻燃剂高效成炭剂的合成工艺研究

以三聚氰氯、二乙醇胺、乙二铵为原料,设计合成了一种新型成炭剂2-二乙醇胺基-4,6-二乙二胺基-三嗪。工艺中对合成过程的溶剂、反应物的摩尔比、反应温度、反应时间、溶液PH、缚酸剂等进行工艺条件进行对比试验,取得优化的合成工艺条件。在优化工艺下制备的产品,对其进行红外光谱、差热分析、残碳量等指标进行质量分析,产品性能理想,产品得率达到90%以上。对其和改性聚磷酸铵等进行复配后制备阻燃聚丙烯试验样条,在24%的添加量下,垂直燃烧试验达到UL-94 V-O级,氧指数达到34,并具有很好的成炭和抗熔滴效果。     

不同成炭剂对阻燃复合材料的性能影响研究

用21%(质量分数,下同)聚磷酸铵(APP)、4%三聚氰胺(MEL)、5%成炭剂和高密度聚乙烯(HDPE)制备膨胀型阻燃复合材料。研究了不同成炭剂对阻燃复合材料力学性能、燃烧性能、热稳定性能及成炭炭层影响。研究发现乙二醇成炭剂不仅提高阻燃剂的阻燃效率并且提高了复合材料的冲击性能。     

协效剂在膨胀阻燃体系中的应用进展

在膨胀阻燃体系(IFR)中加入适量的协效剂,可以明显提高阻燃材料的氧指数、残炭量以及高温稳定性等,进而改善材料的阻燃效果。本文以协效剂的组成及结构为主线,综述了国内外关于在IFR阻燃体系中使用协效剂的一些研究成果。     

新型成炭剂在聚合物膨胀阻燃中的应用和研究进展

传统膨胀型阻燃剂中炭源为小分子醇类化合物,导致阻燃剂具有易吸湿、易迁移、和聚合物基体不相容等缺点。为了改进这些缺点,各种新型成炭剂相继被研究开发出来。本文对一些新型成炭剂,如热塑性酚醛树脂、聚酰胺、热塑性聚氨酯以及一些大分子化合物的衍生物在化学膨胀阻燃聚合物中的应用和研究进行了综述。     

三嗪类杂环蕃的合成与表征

以三聚氯氰、甲胺、乙胺、二甲胺、苯酚、二(4-氨基苯基)醚为原料,经取代、傅克反应和成环作用合成了一类新的含三嗪环的杂环蕃,并通过 1HNMR、IR和MALDI-TOFMS对其结构进行了表征.     

阻燃材料中成炭剂的研究进展

介绍了膨胀型阻燃剂(IFR)的组成及阻燃机理,综述了用于膨胀体系的成炭剂的研究进展,包括传统成炭剂、新型三嗪成炭剂等在聚合物膨胀阻燃中达到的阻燃效果,指出了三嗪成炭剂存在的缺点,并对三嗪成炭剂未来的发展趋势进行展望。     

三嗪类产酸剂的合成及表征

合成了一系列的三嗪类产酸剂,利用IR,EA等分析手段确定了他们的结构,初步测定了所得产品在各类溶剂中的溶解性,并利用UV测定了其具有最大吸收的紫外波长,从而初定其产酸性能。     

新型成炭剂对PE-LD阻燃性能的影响

以多聚磷酸铵（APP）与新型成炭剂（CNCH-DA）复配成新型膨胀型阻燃剂（IFR）,采用氧指数测定仪、垂直燃烧测定仪、微型量热仪、热重分析仪和扫描电子显微镜研究了CNCH-DA 对低密度聚乙烯（PE-LD）/IFR复合材料阻燃性能的影响。结果表明,当APP与CNCH-DA以质量比5:1复配时,PE-LD/IFR复合材料的极限氧指数达到27.5 %,且达到UL 94 V-0级;当APP与CNCH-DA复配后,PE-LD的燃烧性能下降;APP与CNCH-DA复配后,PE-LD/IFR复合材料的热降解有所推迟;PE-LD/IFR在燃烧后能形成致密且蓬松的炭层,起到良好的阻燃效果,而PE-LD/CNCH-DA则形成蓬松而不致密的微球,阻隔能力差。     

聚磷酸铵和三嗪成炭剂复合聚丙烯在水煮条件下的阻燃和力学性能

将乙二胺代三嗪成炭剂(ETCA)与聚磷酸铵(APP)复配,制备了两种不同质量分数的双组分膨胀型阻燃剂(IFR)阻燃的聚丙烯(PP)材料,分别为23%IFR/PP、27%IFR/PP。通过极限氧指数仪、UL94垂直燃烧仪、锥形量热仪、电子万能试验机和冲击试验机等分别研究了80℃热水处理7 d前后的阻燃聚丙烯复合材料的燃烧性能与力学性能。结果表明,复配膨胀型阻燃剂的加入使PP材料的阻燃性能提高,但力学性能下降;两组双组分阻燃试样23%IFR/PP、27%IFR/PP在80℃热水处理3 d能保持UL94 V-0级别,LOI分别达27.7%和29.0%,3 d之后阻燃级别降为无级别,但是7 d之后LOI值仍能达25.3%和27.0%;水煮之后,相比于未水煮阻燃试样,23%IFR/PP、27%IFR/PP的拉伸强度下降,但冲击强度增加。     

三嗪类光生酸剂的产酸性能研究

采用UV-vis光谱分析的方法,选用罗丹明B为酸示踪剂,对4种新合成的三嗪类光生酸剂(PAG1 -PAG4),分别在405nm和365nm下乙腈中的分解及产酸性能进行了研究,推导计算得到了其分解及产酸量子产率,并对这4种化合物的产酸量子产率进行了比较。实验结果表明405nm光源下4种三嗪光生酸剂中2-(9-葸乙烯基)-4,6-双(三氯甲基)-1,3,5-三嗪(PAG4)的分解和产酸量子产率达到分别为10%,9%,为四者中最高的;2-(4-羟基-1-苯乙烯基)-4,6-双(三氯甲基)-1,3,5-三嗪(PAG2)几乎不分解也不产酸;而在365nm光源下4种光生酸剂的分解及产酸量子产率均很低。