三嗪阻燃剂的合成及阻燃ABS研究

合成了一种含溴、氮的三嗪阻燃剂——2，4，6-三（2，4，6-三溴苯氧基）-1，3，5-三嗪，利用FTLR、NMR和TG对其结构和热分解行为进行了表征，研究了在三氧化锑协效剂的存在下，本阻燃剂和十溴二苯醚对ABS阻燃和力学性能的影响。结果表明，该三嗪阻燃剂的合成产率为99．4％，具有优良的热稳定性，用其阻燃的ABS的阻燃性能和力学性能都优于十溴二苯醚。在该阻燃体系中，低的Sb／Br比有利于提高ABS的阻燃性，氮、溴表现出协同阻燃作用。     

聚烯烃阻燃剂及膨胀型阻燃剂的研究进展与展望

综述了国内外聚烯烃阻燃剂的现状，重点介绍了膨胀型阻燃剂的研究与开发的进程，叙述了一些典型的膨胀型阻燃剂体系及其特点，阐述了膨胀型阻燃剂的作用机理及在聚烯烃中应用的结果，从发展趋势看，阻燃剂的发展方向是无卤化、功能化、高效抑烟。     

膨胀型阻燃剂的研究进展

膨胀型阻燃剂(IFR)是继含卤阻燃剂以来的具有环保、高效的一种新型阻燃剂,因此膨胀型阻燃剂的研究受到了普遍关注。本文综述了膨胀型阻燃剂的阻燃机理、优缺点和改性及其在环氧树脂中的阻燃作用,指出了膨胀型阻燃剂今后的发展趋势。     

防潮型膨胀阻燃剂及阻燃聚丙烯的研究

研究EVA对膨胀型阻燃剂防潮效果的影响。根据膨胀阻燃原理，合成咄新型防潮型膨胀阻燃剂。利用能谱分析等手段对合成的膨胀型阻燃剂的结构、防潮性及其在PP中的阻燃效果进行研究。     

高相对分子质量膨胀型阻燃剂的合成及在聚氨酯阻燃中的应用

为了改善热塑性聚氨酯的阻燃性能,并尽量减小阻燃剂对其力学强度的影响,本文以三氯氧磷、季戊四醇(PER)、硫氰酸钾(KSCN)和1,3-丙二胺为原料合成了一种螺环状膨胀型高分子阻燃剂ISPDP,并采用核磁共振氢谱、红外光谱和凝胶渗透色谱对其结构进行了表征。热失重分析表明,ISPDP对热塑性聚氨酯具有明显促进成炭的作用。通过极限氧指数(LOI)和垂直燃烧(UL-94)对阻燃热塑性聚氨酯(ISPDPTPUs)体系进行燃烧测试,结果表明随着ISPDP添加量的增加,LOI增长显著,当达到最佳添加量15%时,LOI可以达到33,垂直燃烧等级为UL-94 V-0。扫描电镜对ISPDPTPUs燃烧后炭层表面研究结果显示,随着ISPDP添加量的增大,炭层表面变得更加致密。力学性能测试结果显示,ISPDP最优添加量15%时其拉伸强度略有增加,弹性模量大幅度增强,断裂伸长率仍可保持65%。     

含硅阻燃剂与膨胀型阻燃剂的协同阻燃性

采用测量极限氧指数(LOI)和锥形量热仪动态燃烧两种方法评价了含硅阻燃剂(SFR-H)与高聚磷酸铵/三聚氰胺氰尿酸盐(APP/MCA)膨胀阻燃体系在聚乙烯基体中的协同阻燃性,并通过红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(WAXD)和扫描电镜(SEM)分析炭层结构和成分来研究其协同阻燃机理。研究表明,SFR-H/APP/MCA协同阻燃体系可明显提高聚乙烯的LOI值和降低燃烧热释放速率,具有较好的协同阻燃性,两者在燃烧过程中一起热氧化分解,形成陶瓷状含硅、硼、磷元素的化合物,对表面膨胀炭层起着增强作用,同时也提高了膨胀炭层的热氧稳定性和阻隔性能,从而提高了阻燃效果。     

膨胀型阻燃剂的合成及应用的研究

本文给出了膨胀型磷氮系阻燃剂的合成方法及其在防火涂料和其它聚合物中的应用效果。     

膨胀阻燃剂复合阻燃环氧树脂的研究

对膨胀阻燃剂复合阻燃环氧树脂进行了深入研究。选择聚磷酸铵(APP)、三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)两种阻燃剂复配制备了阻燃环氧树脂试样,结果表明:APP与MCA的最佳质量比为3∶1。基于APP和MCA的最佳比例,分别选择红磷(P)、硼酸锌(ZB)和季戊四醇(PT)作为协效剂,结果表明,P的加入使得试样的氧指数提高最大,但力学性能下降很大;PT与APP、MCA具有最佳协同效应,最佳配方为:80%树脂,18%APP/MCA(质量比为3∶1),2%的PT,试样的氧指数为29.4%,垂直燃烧达到UL94V-0级,拉伸强度为33.3MPa,冲击强度为5.8kJ·m-2。     

淀粉磷酸酯蜜胺盐膨胀型阻燃剂的合成

为了提高淀粉基阻燃剂的稳定性和阻燃效果,以淀粉、多聚磷酸、三聚氰胺等为原料合成了淀粉磷酸酯蜜胺盐.研究结果表明:在120℃下,当PPA用量为淀粉的60%,反应时间为6 h时,可以得到高产率的淀粉磷酸酯,其结合磷最高可达到4.2%.     

新型无卤膨胀阻燃聚丙烯的制备及阻燃性能

利用有机杂环磷酸酯1, 2, 3-三(5, 5-二甲基-1, 3-二氧杂环己内磷酸酯基)苯(FR)、聚磷酸铵(APP)和三聚氰胺(MEL)制备新型无卤三源膨胀阻燃聚丙烯(IFR/PP)材料, 通过极限氧指数(LOI)、水平燃烧(UL-94)、热重分析法(TGA)、锥形量热(cone)等方法研究了IFR对聚丙烯阻燃性能影响。结果表明: 当IFR总添加质量分数为30%(FR∶APP∶MEL质量比为4∶8∶3), 阻燃IFR/PP的LOI 达到36.2%, 其热释放速率峰值(pk-HRR)、热释放速率平均值(av-HRR)、有效燃烧热平均值(av-EHC)、比消光面积平均值(av-SEA)、质量损失速率平均值(av-MLR)及一氧化碳释放率平均值(av-CO)相对未阻燃PP分别降低75.9%、71.7%、76.4%、74.6%、58.3%和50.0%, 300 s时CO释放量接近0, 呈现出良好的阻燃、抑烟和抑毒性能; SEM研究表明, IFR催化PP在燃烧初期形成了致密、坚硬的优质炭层。     

含硅阻燃剂的研究进展

通过介绍有机硅系阻燃剂、无机硅系阻燃剂、含硅本质阻燃高聚物技术以及含硅化合物的协效阻燃技术和阻燃机理等内容,概括了含硅阻燃剂的研究进展情况.阐述了硅系阻燃剂不但具有高效、低毒、抑烟和促进成炭等优异的阻燃性能,而且相对于传统阻燃剂,聚合物的加工性能和力学性能等方面也有显著的提升作用.     

膨胀阻燃多层膜改性苎麻织物/苯并噁嗪树脂层压板的制备及性能

为提高苎麻织物作为复合材料增强体时的阻燃性能,首先,采用层层组装法在苎麻织物表面构筑了氨基化多壁碳纳米管（MWCNT）-聚磷酸铵（APP）与聚乙烯亚胺（PEI）-APP膨胀阻燃多层膜;然后,将改性后的苎麻织物与苯并噁嗪树脂复合制备了苎麻织物/苯并噁嗪树脂层压板,并研究了层压板的热降解行为、阻燃性能与力学性能。结果表明:与纯苎麻织物/苯并噁嗪树脂层压板相比,含MWCNT-APP与PEI-APP膨胀阻燃多层膜的层压板热释放速率峰值由106.6 W·g-1降低至53.4 W·g-1和53.0 W·g-1,总热释放量由12.3 kJ·g-1降低至7.6 kJ·g-1和9.0 kJ·g-1,极限氧指数由23.5提高至27.2和27.0,UL94级别由无级别提高至V-0和V-1级,弯曲强度由81 MPa提高至122 MPa和143 MPa,弯曲断裂伸长率由1.2%提高至1.4%和1.7%,拉伸性能也得到了一定的改善。所得结论表明使用MWCNT-APP与PEI-APP膨胀阻燃多层膜可在提高层压板阻燃性能的同时,改善其力学性能。      

一种基于磷杂菲基团的无卤阻燃剂的合成及其应用研究

以三氯氧磷、新戊二醇、9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)、1,4-对苯醌等原料,反应合成了一种基于磷杂菲基团的新型无卤阻燃剂2-(6-氧-6H-二苯并-(c,e)(1,2)-氧磷杂己烷基)-1,4-二(5’,5’-二甲基-1,4-二氧杂己内磷酰氧基)苯(DPPOBQ)。通过质谱(MS)、元素分析、傅立叶红外光谱(FT-IR)以及核磁共振波谱(1H-NMR、31P-NMR)等表征了目标化合物的结构,并讨论其在乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)泡沫复合材料中的阻燃性能。热分析质谱联用测试(TG-Mass)表明该阻燃剂具有较高的热稳定性和良好的成炭性,热失重5%时的温度为260.2℃,1 000℃时的残炭率可达19.1%。     

膨胀型阻燃剂对硫化天然胶乳胶膜力学性能和阻燃性能的影响

以聚磷酸铵(APP)、季戊四醇(PER)和三聚氰铵(MEL)组成膨胀型阻燃体系(IFR),考察阻燃剂配比及用量对硫化天然胶乳力学性能和阻燃性能的影响,并通过热重分析仪分析其热稳定性、扫描电镜(SEM)分析阻燃剂在胶乳中的分散效果。结果表明,添加PER和MEL的硫化胶膜力学性能很好,但阻燃性能较差;添加APP和IFR的硫化胶膜力学性能较差,但是阻燃性能很好;SEM观察发现APP与橡胶相容性差;热失重分析可知,改性的硫化胶膜比未改性的硫化胶膜的阻燃性好,且IFR改性硫化胶膜的阻燃效果是最好。     

芳纶浆粕对膨胀阻燃聚丙烯性能影响

采用芳纶浆粕(PPTA-pulp)对膨胀阻燃聚丙烯(PP)进行增强改性,通过一步共混法制备了PPTA-pulp-膨胀型阻燃剂(IFR)/PP阻燃复合材料,考察了PPTA-pulp用量对PPTA-pulp-IFR/PP复合材料的力学性能、阻燃性能及热稳定性能的影响。结果表明,当硅烷偶联剂KH-550处理的PPTA-pulp质量比为5%时,膨胀阻燃复合材料的力学性能达到最佳: 拉伸强度40.0 MPa,冲击强度56.9 J·m^-1,极限氧指数LOI 28%,垂直燃烧等级达到UL-94 V-0级。复合材料的热稳定性能提高,炭残余量增加。SEM观察表明,PPTA-pulp经KH-550处理后,浆粕纤维与基体树脂的结合性较好。     

Synthesis of a novel macromolecular carbon-nitrogen-phosphorous intumescent flame retardant

A novel macromolecular carbon-nitrogen-phosphorous (C-N-P) intumescent flame retardant (IFR) containing acid, carbon, and gas sources was prepared by calcining polyphosphate (APP), pentaerythritol (PER), and melamine (MEL) through the direct heating method. The carbonization and expansion behaviors of IFR were investigated by testing the products of IFR, using nuclear magnetic resonance, X-ray photoelectron spectroscopy, transmission electron microscope, and scanning electron microscopy, at 360 °C, 450 °C, and 600 °C. Conjugated double bonds polymerized the nitrogenous polyaromatic structures as polyphosphate decomposed into phosphoric acid and diphosphate. Noncombustible gases released by MEL increased the internal pressure of the viscoelastic materials to make it expand. At temperatures below 450 °C, MEL promotes the formation of nitrogenous polyaromatic structures in the material, thereby optimizing the IFR char layer structure. The heat release rate, effective heat combustion, total heat release, and total oxygen consume of the IFR coated fabric were less than those of an uncoated fabric by 18%, 5%, 16%, and 13%, respectively, reducing the risk of fire hazard. The foam char formed during the burning of an IFR coated fabric controls the fabric’s oxidation process and prevents its shrinking.     

DOPOMPC-APP-MWCNTs协同阻燃环氧树脂的制备

将无卤膨胀阻燃剂六(4-DOPO羟甲基苯氧基)环三磷腈(DOPOMPC)、聚磷酸铵(APP)及多壁碳纳米管(MWCNTs)复配后加入环氧树脂(EP)中,制备出新型阻燃复合材料DOPOMPC-APP-MWCNTs/EP。通过极限氧指数(LOI)、水平垂直燃烧和锥形量热法研究其阻燃性能。研究结果表明:MWCNTs的加入增强了膨胀阻燃体系的阻燃性能和力学性能,并在一定程度上改善了体系燃烧时的浓烟现象。当阻燃体系总质量分数为20%,MWCNTs质量分数为2%时,材料性能最优,其LOI达到36.8%,热释放速率峰值、有效燃烧热平均值、比消光面积平均值和CO释放率平均值与未阻燃EP相比分别下降了83.5%、31.5%、47.6%、50.0%,与DOPOMPCAPP/EP相比下降了83.5%、77.7%、83.7%、68.9%。SEM分析表明:添加MWCNTs后,燃烧炭层呈现出大面积交联网络状结构。     

几种新型高含磷含氮聚磷酰胺阻燃剂的合成与表征

以螺环季戊四醇双磷酸酯二酰氯（SPDPC）和苯基二氯磷酸酯（PDCP）为酰氯单体,分别与哌嗪及乙二胺通过溶液缩聚合成了4种聚磷酰胺阻燃剂——聚哌嗪季戊四醇双磷酸酯（PPS）、聚乙二胺季戊四醇双磷酸酯（PES）、聚哌嗪苯基磷酸酯（PPP）及聚乙二胺苯基磷酸酯（PEP）。以IR、1H NMR,31 P NMR、元素分析、TGA表征其结构及热性能,以乌氏粘度计测定PPS与PES特性黏度,结果发现反应18h聚合度最大,分别为0.19和0.21dL/g。以激光解吸电离-飞行时间质谱仪（MALDI-TOF MS）表征PPP与PEP分子量及组成。结果表明聚合度均在7～8之间。