PHBV增韧PLA的结晶及力学性能研究

采用熔融共混法,以聚(3-羟基丁酸-co-3-羟基戊酸酯)(PHBV)为增韧剂对聚乳酸(PLA)进行改性,得到PLA/PHBV复合材料。研究了PHBV用量对PLA/PHBV复合材料结晶性能和力学性能的影响。结果表明:随着PHBV用量的增加,PLA/PHBV复合材料的结晶度逐渐减小,拉伸强度和弯曲强度逐渐降低,而断裂伸长率则逐渐增大(当PHBV用量为50%时,复合材料的断裂伸长率比纯PLA提高了1.72倍),同时复合材料的冲击强度亦有所提高。由此可见,在不明显降低拉伸强度和弯曲强度的前提下,适量PHBV的添加能够改善PLA/PHBV复合材料的韧性。     

微晶纤维素对阻燃聚乳酸复合材料力学性能、阻燃与热稳定性的影响

以经硅烷偶联剂(KH570)处理的微晶纤维素(MCC)为填料,三嗪系膨胀阻燃剂(CFA)与聚磷酸铵(APP)的复配体系为阻燃剂(C-IFR),聚乳酸(PLA)为基体树脂,采用熔融共混方法制备阻燃MCC/PLA复合材料,研究了MCC对阻燃PLA复合材料的力学、阻燃性能、热稳定性的影响。力学试验结果显示,MCC加入使PLA和阻燃PLA均比纯基体树脂的拉伸强度、弯曲强度有所降低,对悬臂梁缺口冲击强度影响小。MCC在小添加量时可以提高PLA复合体系的极限氧指数,MCC与APP具有的协同效应降低了PLA的燃烧速率,提高了材料的成炭性能。热降解动力学表明,MCC增加了PLA和阻燃PLA材料的活化能,提高了PLA复合材料的热稳定性,同时MCC降低PLA的玻璃化转变温度。     

次磷酸铝/三聚氰胺氰尿酸盐阻燃热塑性聚氨酯的性能研究

将次磷酸铝(AHP)和三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)复配后添加到热塑性聚氨酯(TPU)中制备阻燃TPU材料,通过氧指数(OI)和垂直燃烧(UL 94)测试研究了材料的阻燃性能,通过热重分析(TGA)技术测定了材料的热稳定性及成炭性能,同时还研究了AHP与MCA不同的质量比对TPU材料性能的影响。结果表明:当AHP与MCA的质量比为1:2,阻燃剂的总添加量为11%时,阻燃TPU材料能通过垂直燃烧UL 94V-0级,OI达到了25.2%。TGA测试结果表明:阻燃剂AHP/MCA的加入对TPU材料的起始热分解温度没有影响,但能提高材料在高温时的热稳定性,同时提高材料的成炭性能。增加的炭层能有效地阻止氧气和热量进入到材料内部,抑制内部可燃性气体的逸出,同时AHP与MCA能释放出难燃气体,稀释氧气及可燃性气体的浓度,从而提高了材料的阻燃性能。     

DOPO阻燃PLA/BF复合材料的制备与性能研究

以9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)为阻燃剂,制备了聚乳酸/竹纤维(PLA/BF)阻燃复合材料,并通过极限氧指数(LOI)测试、热重分析、力学性能测试和扫描电镜(SEM)分析等手段考察了阻燃剂DOPO对复合材料阻燃性能、热降解行为及力学性能的影响。结果表明:DOPO对PLA/BF复合材料具有良好的阻燃效果。其中当DOPO用量达到4%时,复合材料的LOI由DOPO添加前的22.5%增至29.5%,材料的阻燃性能得到明显提升;同时,复合材料的热稳定性也明显提高,其最大热分解温度由331℃升至357℃,DTG曲线面积明显减小。     

阻燃热塑性聚酯弹性体复合材料制备及性能

以二乙基亚膦酸铝盐(AlPi)和三聚氰胺氰脲酸盐(MCA)为阻燃剂,添加到热塑性聚酯弹性体(TPEE)中,采用挤出造粒方法制备出高性价比的阻燃TPEE复合材料。首先采用热失重分析仪研究了两种阻燃剂的热稳定性,进一步采用热失重分析、极限氧指数测试、垂直燃烧测试、力学性能测试以及扫描电子显微镜等对阻燃TPEE材料的热稳定性、阻燃性能、燃烧性能、力学性能以及复合材料的微观形貌进行了研究。结果表明,在相同阻燃剂用量下,添加AlPi的阻燃复合材料的阻燃效果、力学性能均优于添加MCA的阻燃复合材料,采用AlPi与MCA复配使用制备的阻燃TPEE复合材料的阻燃效果、力学性能介于二者之间,当TPEE,AlPi和MCA用量分别为83%,10%和5%时,阻燃复合材料的拉伸强度为24.19 MPa,断裂伸长率为515%,极限氧指数为30%,垂直燃烧测试达到V–0级。AlPi与MCA复配使用可提升阻燃TPEE材料的成炭性能和高温热稳定性。     

壳聚糖改性聚乳酸的阻燃性能分析

为解决聚乳酸(PLA)易燃、熔滴等问题,以绿色天然高聚物壳聚糖为原料,采用甲磺酸、五氧化二磷、三聚氰胺对其改性,得到了一种绿色环保型阻燃剂———MPCS,与三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)复配,形成了膨胀型阻燃剂(IFR)。将IFR、α-磷酸锆(α-ZrP)和PLA用转矩流动仪熔融共混制备了阻燃聚乳酸复合材料。采用傅立叶红外光谱(FT-IR)、X射线粉末衍射(XRD)对MPCS的结构进行了表征;用垂直燃烧法(UL-94)、锥形量热测试(CCT)、热重分析(TGA)及电子扫描电镜(SEM)研究了聚乳酸复合材料的阻燃性能及其阻燃机理。结果表明,当添加3%α-ZrP和22%IFR时,PLA复合材料的阻燃性能达到UL-94V-0级且无熔融滴落;由于α-ZrP具有片层阻隔作用和催化成炭作用,α-ZrP能提高PLA/IFR复合材料的阻燃效果,降低热释放量和烟密度。     

聚苯乙烯/次磷酸铝复合材料的制备及阻燃性能

采用熔融共混的方法制备了聚苯乙烯/次磷酸铝(PS/AHP)复合材料。采用热重分析测试研究了复合材料的热稳定性,通过极限氧指数、垂直燃烧和微型量热测试研究了复合材料的阻燃性能。研究表明:次磷酸铝(AHP)有效提高了PS/AHP复合材料的阻燃性能,当次磷酸铝添加量为20%时,复合材料可以达到UL-94 V-0级别,极限氧指数为24.0%;热重分析研究表明次磷酸铝的加入可以延缓聚苯乙烯分子链的降解,提高复合材料高温成炭率;微型量热(MCC)测试表明PS/AHP30与纯PS相比,其热释放速率峰值和总热释放分别下降40.5%和18.9%。     

玻纤增强阻燃PA6复合材料的制备与研究

从磷-氮系阻燃剂、阻燃剂类型、协效阻燃剂三个方面制备和研究了高冲击强度、高阻燃性能的玻纤增强阻燃尼龙6(PA6)复合材料。结果表明:三种方法都可以达到阻燃V-0;在溴-锑阻燃基础上,添加磷-氮系阻燃剂,可以提高玻纤增强阻燃PA6的阻燃性,但是会降低力学性能;红磷阻燃制备的复合材料的冲击性能最好;溴-锑阻燃制备的复合材料的拉伸强度和弯曲强度最高,冲击性能最低;有机次膦酸盐制备的复合材料的拉伸强度和弯曲强度最低,冲击性能适中;协效阻燃剂可以降低溴-锑的含量,降低材料成本,阻燃性能保持不变,拉伸强度和弯曲强度略有下降,冲击性能略有上升。得出如下结论:红磷阻燃剂质量分数是6%,以及F2400∶三氧化二锑∶协效阻燃剂质量分数比=17∶5∶2时,玻纤增强阻燃尼龙6复合材料的冲击性能最好,阻燃性达到UL94(1.6 mm)V-0。     

聚乳酸/次磷酸铝/稻壳二氧化硅阻燃体系的研究

将稻壳二氧化硅(RHS)加入到聚乳酸(PLA)/次磷酸铝[Al(H_2PO_2)]_3阻燃体系中,利用氧指数(LOI)、UL94垂直燃烧、微型量热(MCC)测试了材料的阻燃性能;利用热重分析(TG)测试了材料的热稳定性以及利用差示扫描量热(DSC)测试了材料的结晶行为。结果表明,RHS的加入具有明显的协效作用。当体系中阻燃剂的含量保持在20%,5%RHS代替次磷酸铝能够显著提高聚乳酸极限氧指数、燃烧等级、热稳定性和抗滴落性;降低材料的热释放量。此外体系中次磷酸铝及RHS能够提高PLA的结晶性。     

类水滑石及其复配阻燃剂阻燃聚丙烯应用研究

以聚丙烯(PP)复合阻燃材料样条的极限氧指数(LOI)为主要考察指标,考察了类水滑石(LDHs)及其与焦磷酸哌嗪(PAPP)、次磷酸铝(AHP)等在不同质量比下复配添加对PP复合材料阻燃性能的影响。实验结果表明:当复配阻燃剂的添加量为40%,LDHs∶PPAP∶AHP质量比为3∶1∶1时,PP复合材料的LOI值由17.6%提高到28.6%,UL-94测试达到V-0级。添加了LDHs、PPAP、AHP的PP复合阻燃材料样条的弯曲和拉伸强度较单独添加LDHs时有所提高,力学性能得到明显改善。通过SEM分析和TG、DTG分析,初步认为不同质量比LDHs/PPAP/AHP的阻燃作用可简要概括为"协效成炭阻燃作用机制"。LDHs/PPAP/AHP的协效添加,明显提高PP复合材料的残炭率,样条燃烧后生成较厚的膨胀残炭层,提高了PP复合材料的阻燃性能。     

无机阻燃剂对PVC木塑复合材料的影响

采用A1(OH)3、ZB-2335(硼酸锌-2335)以及Sb2O3等无机阻燃剂对PVC木塑复合材料进行阻燃处理,并通过测定氧指数、拉伸强度、冲击强度项目研究不同的阻燃剂配方及含量对材料的阻燃性能和力学性能的影响。结果表明:(1)随着A1(OH)3,ZB-2335以及Sb2O3添加量的增加,复合材料的氧指数(LOI)都呈现逐渐增大的趋势。Sb2O3阻燃效率最高,当添加量为9份时,氧指数达到35.2%;(2)无机阻燃剂的加入普遍降低了复合材料的冲击强度,但对拉伸强度起到了一定的增强作用。     

PS/HDPE无卤阻燃复合材料的增韧研究

以弹性体为增韧剂,聚苯乙烯接枝马来酸酐(PS-g-MAH)为增容剂,聚磷酸铵、季戊四醇膨胀阻燃体系复配微胶囊化红磷为阻燃剂,制备了聚苯乙烯/高密度聚乙烯(PS/HDPE)无卤阻燃复合材料,考察了PS与HDPE配比、弹性体种类及用量、PS-g-MAH接枝率及用量对复合材料力学性能及微观结构的影响。结果表明:当PS:HDPE=75:25时,复合材料的冲击强度提高至1.41kJ/m2;SEBS与SBS配比为1:1.7时,可使PS/HDPE无卤阻燃复合材料的拉伸强度增至21.3MPa,冲击强度达到2.81kJ/m2;添加12份接枝率为3.7%的PS-g-MAH后,PS/HDPE/SEBS/SBS无卤阻燃复合材料的冲击强度达到了4.89kJ/m2。     

DOPO–肉桂酰胺阻燃剂制备及其在PLA中应用

以9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)、肉桂酰胺为原料合成了一种氮磷复合型阻燃剂(DOPO–CDE),通过傅立叶变换红外光谱、核磁共振氢谱对合成产物结构进行了鉴定,显示DOPO–CDE成功制备。研究了原料配比、反应温度、反应时间对阻燃剂产率的影响,发现在DOPO:肉桂酰胺物质的量之比为1.5∶1,反应温度140℃,反应时间10 h时,产率可达38.13%。此外,通过热重表征,发现合成阻燃剂比DOPO热稳定性有了明显提高。在聚乳酸(PLA)中添加质量分数5%的DOPO和质量分数5%的DOPO–CDE得到两种阻燃复合材料,并分别测试其极限氧指数(LOI)和拉伸性能。结果表明,添加DOPO和DOPO–CDE的PLA阻燃复合材料的LOI由PLA的20.1%分别提高到26.4%和27.4%;添加DOPO–CDE的PLA阻燃复合材料拉伸强度和断裂伸长率分别达到55.1 MPa和8.7%,比添加DOPO的复合材料分别提高了13.6%和123.1%。     

苯基次磷酸锌与MCA协效阻燃PLA的性能

利用多元素协同阻燃的理念,将自制的苯基次磷酸锌(BPA–Zn)与氰脲酸三聚氰胺(MCA)复配得到BPA–Zn/MCA复合阻燃体系,然后利用熔融共混的方式将阻燃体系与聚乳酸(PLA)基体共混得到PLA/BPA–Zn/MCA复合材料,研究了BPA–Zn/MCA阻燃体系对PLA力学、热稳定和阻燃等性能的影响。研究发现,BPA–Zn可以改善MCA与PLA基体两相间的界面相容性,而MCA起到一定的促进结晶的效果。同时,MCA与BPA–Zn之间均存在良好的协同效果,PLA复合材料阻燃性能优异。当BPA–Zn和MCA总质量分数为30%,质量比为1∶1时,复合材料极限氧指数达到28.0%,垂直燃烧阻燃等级达到V–0级,无熔滴产生。     

无卤阻燃和永久抗静电PA6复合材料的制备与研究

以二乙基次磷酸铝(ALPi)为阻燃剂,炭黑(CB)为抗静电剂,自制的乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)母粒为增韧剂,聚酰胺6(PA6)为基体,通过熔融共混制备了无卤阻燃和永久抗静电PA6复合材料。研究了上述助剂对复合材料阻燃性能、抗静电性能及热降解动力学的影响。结果表明:当阻燃剂为15份时复合材料的氧指数达到31%;加入增韧剂EVA和CB后复合材料的电阻值下降8个数量级,EVA的加入有利于CB在复合材料中形成导电通路;阻燃剂的加入使材料的热降解过程减缓。     

磷钨酸在膨胀阻燃聚乳酸中的协效作用研究

利用磷钨酸(PWA)与膨胀阻燃剂(IFR)复配得到复合阻燃剂,并与聚乳酸(PLA)熔融共混制备阻燃复合材料PLA/IFR/PWA。通过氧指数测试(LOI)、垂直燃烧(UL-94)、扫描电子显微镜(SEM)、锥形量热测试(CONE)和热失重分析(TGA)对该复合材料的阻燃性能和热稳定性能进行研究。结果表明:PLA/IFR/PWA复合材料表现出优异的阻燃效果和明显的抑烟作用。当添加总质量分数为20%(IFR为18%,PWA为2%)时,复合材料的LOI达到41.7%,UL-94等级为V-0等级,高温残炭量显著提高,燃烧过程中烟释放量明显降低。     

ADP-12复配无卤阻燃体系对ABS阻燃及力学性能的影响

以二乙基次磷酸铝(ADP-12)为主阻燃剂,并用协效阻燃剂三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)、三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)制备无卤阻燃ABS复合材料,研究了各复配阻燃体系的热降解性能及其阻燃ABS材料的阻燃性能和力学性能。结果表明,ADP-12/MCA阻燃体系较ADP-12/MPP阻燃体系对ABS有着更好的成碳作用,使用ADP-12/MCA(10phr/20phr)制备的ABS阻燃材料氧指数达到39%,垂直燃烧显示出V-1级;填加阻燃剂后的ABS断裂伸长率、冲击强度损失较大,通过扫描电子显微镜(SEM)、偏光显微镜(POM)、相差显微镜(PCM)分析发现,阻燃剂在ABS中的团聚是造成ABS力学性能下降的原因。     

次磷酸铝/水滑石对聚丙烯阻燃性能的影响

为研究次磷酸铝(AHP)和水滑石(HTLc)含量对聚丙烯(PP)阻燃性能的影响,选用不同添加量的AHP和HTLc结合PP制备PP/HTLc、PP/AHP和PP/HTLc/AHP复合材料。对三种复合材料进行阻燃性能测试,包括氧指数测试、垂直燃烧实验、热释放实验和热失重实验。结果表明:AHP和HTLc的添加均提高复合材料的阻燃性能,其中AHP使复合材料的阻燃性能提升效果较好,但HTLc的加入对复合材料阻燃性能提升有限。当AHP的添加量为4 g,HTLc的添加量为16 g,PP/HTLc/AHP复合材料的阻燃性能最佳。     

无卤阻燃增强PTT/回收PET瓶片复合材料的研究

以PTT,回收PET瓶片为基材树脂,通过添加玻纤、阻燃剂,增韧剂等制备出无卤阻燃增强PTT/回收PET瓶片复合材料,研究了阻燃剂,增韧剂以及回收PET瓶片对复合材料的性能的影响。结果表明,在复合材料中,随着回收PET瓶片含量的增加,复合材料的拉伸强度先增加,当质量分数达到20%后略有降低,复合材料的缺口冲击强度则随着回收PET瓶片含量的增加逐步降低;无卤红磷阻燃剂质量分数为15%,复合材料的阻燃性能达到UL94-V0,复合材料具有良好的成型加工性和综合性能。     

阻燃ABS的增韧研究

分别以苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SBS)、乙烯-1-辛烯共聚物(POE)、三元乙丙橡胶(EPDM)为增韧剂,研究了它们对阻燃丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)复合材料力学性能和阻燃性能的影响。结果表明:以SBS为增韧剂所得复合材料的综合性能优于以POE或EPDM为增韧剂所得复合材料;随SBS用量的增大,复合材料的冲击强度提高,当SBS用量为15%时,其冲击强度达到15.91kJ/m2,较未经增韧改性复合材料的冲击强度提高了9.99kJ/m2;并且SBS的加入不会对复合材料的阻燃性能产生不利影响。