4A分子筛对EVA/APP/PETA复合材料阻燃性能的影响

以聚磷酸铵(APP)和聚对苯二甲酰乙二胺(PETA)复配制备了无卤阻燃乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)/膨胀型阻燃体系(IFR)复合材料,通过极限氧指数仪、热失重分析仪(TG)和扫描电镜(SEM)分析了4A分子筛对复合材料的阻燃性能、热稳定性能和复合材料残炭表面形貌的影响。结果表明,当4A分子筛添加量为2%时,复合材料的极限氧指数达39%,比未添加4A分子筛的提高了4%,垂直燃烧达到V-0级。SEM表明,4A分子筛的加入提高了样品残炭表面致密度。     

无卤膨胀阻燃长玻纤增强聚丙烯性能研究*

利用无卤膨胀阻燃剂(IFR)阻燃长玻纤增强聚丙烯(LGFPP)复合材料,研究IFR的添加量对复合材料阻燃性能、热稳定性能、燃烧性能和力学性能的影响。结果表明,加入IFR使复合材料燃烧后生成了具有阻燃作用的炭层,显著提高了复合材料的阻燃性能。随IFR添加量的增加,复合材料的极限氧指数(LOI)逐渐提高,热释放速率峰值及其平均值、总热释放速率和生烟速率逐渐降低,力学性能略有下降。当IFR质量分数为20%时,复合材料的LOI和垂直燃烧等级分别达到了24.4%和UL 94 V-0级。     

硼酸锌对聚丙烯/EPFR/4A分子筛膨胀阻燃体系的协同作用

研究了硼酸锌(ZB)对PP/EPFR/4A分子筛膨胀阻燃体系的协同阻燃作用。UL-94垂直燃烧和极限氧指数实验结果表明:加入2%的硼酸锌能够有效提高聚丙烯的阻燃性,无卤阻燃PP的极限氧指数从不添加硼酸锌时的27%增加到31.5%。锥形量热器测试表明:加入2%的硼酸锌后材料的热释放速率(HRR)下降了37.5%,且第二个放热峰消失。扫描电镜实验结果表明:适量硼酸锌能够促进体系在高温下形成致密的炭层,阻止炭层下聚合物的燃烧。动态红外结果表明:硼酸锌能够提高聚丙烯/EPFR/4A分子筛复合材料体系的热稳定性。     

磷酸硼协效膨胀型阻燃剂对聚丙烯阻燃性能的研究

在膨胀型阻燃剂（IFR）中添加不同比例的协效剂磷酸硼（BP）制备复合阻燃剂,将复合阻燃剂加入聚丙烯（PP）中,制备阻燃PP复合材料。通过垂直燃烧、极限氧指数测试、锥形量热测试、热重分析和力学性能测试对PP复合材料进行表征。结果表明：BP对IFR具有显著的协同阻燃效果。当添加2%BP和13%IFR时,PP/IFR/BP复合材料（样品4#）阻燃性能最佳,燃烧等级达到V-0,极限氧指数达到30.8%。样品4#的热释放速率峰值、平均热释放速率、总产烟量和总释放热与加入15%IFR的阻燃PP相比,分别降低19.51%、4.40%、34.00%和6.87%,700℃时样品4#的质量保留率增加50%。燃烧过程中,PP/IFR/BP复合材料的硼元素在凝聚相中催化IFR交联成炭,较未添加BP的复合材料,PP/IFR/BP炭层膨胀程度更高且更致密。BP协效剂的添加降低了阻燃剂的添加量,明显提升复合材料的力学性能。     

IFR/SiO2和IFR/MgSiO3协效阻燃TPU材料的性能比较

以三嗪成炭发泡剂（CFA）及聚磷酸铵（APP）复配成膨胀阻燃剂(IFR),以二氧化硅(SiO2)及硅酸镁(MgSiO3)为协效剂制备阻燃TPU材料,对比研究了2种热塑性聚氨酯弹性体（TPU）材料的阻燃性能、力学性能、热降解行为、炭层的表面形貌及表面元素组成。结果表明,当IFR总添加量为30 %（质量分数,下同）,SiO2占IFR的5 %时,1.6 mm样条在燃烧时产生大量熔滴,材料通过UL 94 V-2级,极限氧指数（LOI）为39.5 %,而当阻燃剂总添加量为26 %,MgSiO3占IFR的5 %时,1.6 mm样条在燃烧时无滴落,材料通过UL 94 V-0级,LOI为35.7 %,表明MgSiO3在该阻燃体系中具有很好的抑制熔滴的作用;与添加SiO2相比,MgSiO3的加入对材料拉伸性能的影响更小;MgSiO3的加入使得炭层中磷元素含量明显增加;MgSiO3的加入使得阻燃TPU材料在燃烧时产生了更加连续、致密且具有良好强度的炭层,对内部材料起到了更好的保护作用,从而提高了材料的阻燃性能。     

MWNT对长玻纤增强PP/膨胀阻燃剂体系性能的影响

用熔融共混法制备了长玻纤增强聚丙烯/膨胀阻燃剂/多壁碳纳米管(LGFPP/IFR/MWNT)复合材料。通过极限氧指数、垂直燃烧测试、热失重分析、力学性能测试等手段研究了MWNT对LGFPP/IFR的阻燃性能、热性能和力学性能的影响。结果表明,MWNT的加入提高了LGFPP/IFR阻燃体系的阻燃性能,在LGFPP/IFR阻燃体系中添加1%MWNT后,LGFPP/IFR/MWNT复合材料的氧指数提高到23.5%;MWNT可显著增加LGFPP/IFR的热稳定性,添加1%MWNT可使LGFPP/IFR热分解起始温度提高12.34℃;MWNT的加入还提高了LGFPP/IFR阻燃体系的力学性能,在LGFPP/IFR阻燃体系中添加1%MWNT后,LGFPP/IFR/MWNT复合材料的拉伸强度、弯曲强度和冲击韧性分别提高了5.7%、12.7%和1.0%。     

膨胀型阻燃剂和有机蒙脱土协同阻燃聚丙烯的研究

采用熔融插层法制备了聚丙烯/膨胀型阻燃剂/有机蒙脱土（PP/IFR/OMMT）阻燃复合材料。探讨了OMMT对PP膨胀阻燃体系的影响,通过X射线衍射(XRD)、极限氧指数、热重分析(TG)、力学性能测试对阻燃复合材料的阻燃性、热稳定性及力学性能进行了研究。结果表明,PP高分子链插层进入OMMT层间,形成了插层型复合材料。OMMT与IFR具有明显的协同阻燃性。OMMT添加量为2份时,复合材料的极限氧指数达到31 %,较单独添加IFR时高出30 %;与纯PP相比,复合材料残炭率明显提高。随着OMMT含量的增加,复合材料的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度均呈现先上升后下降的趋势,当OMMT含量为3份、IFR含量为22份时,复合材料的拉伸强度、弯曲强度和冲击强度达到最大值。     

IFR/OMMT协同阻燃长玻纤增强聚丙烯的阻燃性能和热稳定性能研究

以膨胀阻燃剂(IFR)和有机蒙脱土(OMMT)协效阻燃剂对长玻纤增强聚丙烯复合材料(LGFPP)进行阻燃改性,研究OMMT与IFR阻燃剂的协同效应对LGFPP阻燃性能和热稳定性能的影响。采用氧指数(LOI)和热失重分析(TGA)表征LGFPP的阻燃性能和热稳定性能,并通过扫描电镜(SEM)观察燃烧后的炭层形貌。结果表明,OMMT的加入提高了LGFPP/IFR体系的阻燃性能和热稳定性能;当OMMT添加量为2%时,体系的氧指数达到24.2%,燃烧后的残炭物形成致密的硅酸盐保护层。     

OMMT对LGFPP/IFR阻燃性能、燃烧性能及力学性能的影响

采用熔融共混技术制备了长玻璃纤维增强聚丙烯/膨胀阻燃剂/有机蒙脱土(LGFPP/IFR/OMMT)复合材料。利用极限氧指数(LOI)、锥形量热仪(CONE)以及万能力学试验机,表征了LGFPP/IFR/OMMT复合材料的阻燃性能、燃烧性能以及力学性能。氧指数测试结果表明,OMMT使LGFPP/IFR体系的氧指数提高。当添加2%OMMT时,LGFPP/IFR/OMMT复合材料的氧指数提高至24.2%。锥形量热仪测试结果表明,LGFPP/IFR体系的热释放速率峰值(PHRR)、烟雾生产率(THR)及引燃时间(TTI)均由于添加OMMT而大幅度降低。力学性能测试结果表明,LGFPP/IFR体系的拉伸强度、弯曲强度以及缺口冲击强度因OMMT的添加,分别提高了8.15%、9.04%和24%,使LGFPP/IFR体系中由于IFR引起LGFPP力学性能降低的弊端得到了明显改善。     

粉煤灰的改性及其对聚丙烯阻燃及力学性能的影响

以粉煤灰为原料,采用碱熔融-水热法合成性能稳定的4A分子筛,通过X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对产物的结构和形貌进行了表征。并将其作为协效阻燃剂与膨胀型阻燃剂(IFR)复配,考察对聚丙烯(PP)复合材料阻燃和力学性性能的影响。结果表明,质量分数为25%的IFR可以使PP的氧指数达到27.6%;质量分数23%的IFR/2%的4A分子筛复配使用时,LOI达到32.9%,UL-94达到V-0等级,并且4A分子筛的加入对材料的力学性能没有明显影响。     

有机蒙脱土对EVA/IFR复合材料阻燃性能的影响

以聚磷酸铵（APP）和季戊四醇（PER）为膨胀型阻燃剂（IFR）制备了含有蒙脱土的无卤阻燃乙烯 醋酸乙烯共聚物（EVA）复合材料。通过极限氧指数、热失重分析、锥形量热分析等手段研究了有机蒙脱土(OMMT)的存在对EVA阻燃性能和热降解性能的影响,并通过扫描电子显微镜对复合材料残炭表面形貌进行了观察和分析。结果表明,加入有机蒙脱土可以促进复合材料成炭、改善炭层质量,从而起到了良好的隔热、抑烟作用;OMMT的最佳添加量为3份（质量份数,下同）,复合材料的极限氧指数可达到29.4 %,垂直燃烧可达V 0级。     

无机填料填充PE-LD/EVA合金的导热及阻燃性能

采用氧化铝（Al2O3）为导热填料、氢氧化镁［Mg(OH)2］为阻燃填料,以低密度聚乙烯（PE-LD）和乙烯醋酸乙烯共聚物（EVA）为基体树脂制备导热阻燃复合材料。通过导热性能测试、燃烧行为表征（极限氧指数和垂直燃烧测试）以及热重分析研究了PE LD/EVA/Al2O3/Mg(OH)2复合材料的导热性能、阻燃性能及热稳定性。结果表明,含有50份Al2O3及50份Mg(OH)2的复合材料,在PE-LD/EVA质量比为1/1时,热导率可达到1.21 W/m·K;材料的阻燃性能及热稳定性都随 EVA 含量的增加而增大,极限氧指数从27.0 % 提高到31.5 %,UL 94 垂直燃烧从无等级提高到V-0级,残炭率从46.5 %提高到57.7 %。     

硅酸盐纳米短纤维增强EVA复合材料的阻燃和力学性能

以氢氧化镁[Mg(OH)2]和微胶囊红磷（MRP）为阻燃剂制备了无卤阻燃乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）复合材料。通过极限氧指数、热失重分析和力学性能研究了硅酸盐纳米短纤维 (SNF) 以及马来酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA-g-MAH）的加入对EVA阻燃性能和力学性能的影响,并通过扫描电子显微镜对其断面形貌和残炭表面形貌进行了观察和分析。结果表明,加入适量的EVA-g-MAH可以提高复合材料的极限氧指数和力学性能,加入12份的EVA-g-MAH后,材料的拉伸强度可达到10.2 MPa,断裂伸长率达到521 %,极限氧指数为39%,垂直燃烧达到V-0级别;加入适量的SNF后,可以显著提高复合材料的拉伸强度,当添加20份的SNF后,复合材料各性能最优,拉伸强度为12.3 MPa,断裂伸长率为210 %,极限氧指数为38%,垂直燃烧达到V-0级别。     

凹凸棒土增强EVA/NBR阻燃复合材料的性能研究

以氢氧化镁（MH）和红磷（RP）为阻燃剂（FR）制备了乙烯醋酸乙烯共聚物/丁腈橡胶(EVA/NBR)阻燃复合材料,并将凹凸棒土（AT）引入到EVA/NBR阻燃复合材料中,以提高其力学性能、耐油性、燃烧性能及热稳定性。结果表明,含有10 份（质量份,下同）AT的阻燃复合材料,其拉伸强度为10.4 MPa,断裂伸长率为627.1 %;浸油后拉伸强度变化率从-29.3 %降低到-13.2 %,断裂伸长率变化率从-25.2 %降低到-8.6 %,且质量增大变化率从10.7 %降低到3.4 %;极限氧指数达到了32.2 %,UL 94垂直燃烧从无等级提高到V 0级;700 ℃时残炭量从29.3 %提高到35.6 %;浸油前后断面观察发现,加入AT后阻燃复合材料的断面更加致密。     

硅烷交联EVA/PP/MH复合材料的制备和性能

采用两步熔融共混法制备了硅烷接枝交联乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)/聚丙烯(PP)/氢氧化镁(MH)复合材料,研究了乙丙嵌段共聚聚丙烯(PP-B)和等规均聚聚丙烯(PP-H)分别与EVA混合后的硅烷接枝交联的效率,用万能拉力试验机、热延伸试验仪、极限氧指数仪及垂直燃烧仪等研究了EVA/PP/MH复合材料的力学、热延伸和阻燃等性能。结果表明,EVA/PP-B共混物进行硅烷交联的效果优于EVA/PP-H共混物;MH含量≤120份（质量份,下同）时,硅烷交联EVA/PP/MH达到了交联度标准要求;随着MH含量由80份增加到160份,未交联EVA/PP-B/MH的极限氧指数由25.0 %增大到32.2 %,交联后极限氧指数比交联前提高了0.5 %~1.5 %;当MH含量≥120份时,EVA/PP-B/MH垂直燃烧能达到V-0级;EVA/PP-B/MH的热失重过程分2个阶段,第一个热分解阶段主要为MH失水和EVA的脱羧反应,第二个热分解阶段主要对应于PP -B和EVA主链结构的裂解和残渣的挥发。     

钼酸铵对EVA/NBR复合材料燃烧性能及热稳定性的影响

采用共混法在乙稀醋酸乙烯共聚物/丁腈橡胶（EVA/NBR）复合材料中加入钼酸铵（AHM）,通过烟密度测试、燃烧行为测试及热重分析研究了钼酸铵对复合体系的燃烧性能、抑烟性及热稳定性的影响。结果表明,添加1.0份（质量份,下同）AHM的复合材料的最大烟密度值降低到59.5 %,且烟密度等级仅为34.7,极限氧指数可达到33.3 %,UL 94垂直燃烧等级达到V-0级别,且燃烧时最大热释放速率从302 kW/m2降低到241 kW/m2;加入AHM后,复合材料的热稳定性提高;加入AHM后,烟密度实验后的残炭表面形貌更加致密。     

化学交联EVA/NBR阻燃复合材料的燃烧行为及力学性能

以乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）/丁腈橡胶（NBR）为主体,氢氧化镁[Mg(OH)2）]和红磷（RP）为阻燃剂制备了无卤阻燃EVA/NBR复合材料,通过力学性能测试、热重分析以及燃烧行为表征（极限氧指数和锥形量热分析）研究了交联剂过氧化二异丙苯（DCP）以及马来酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA-g-MAH）对EVA/NBR复合材料的力学性能、热稳定性和阻燃性能的影响。结果表明,含有10份相容剂EVA-g-MAH的交联材料,其拉伸强度可达到17.4 MPa,断裂伸长率可达到1236 %;材料的热分解温度从321.6 ℃提高到327.0 ℃,残炭量从10 %提高到了32.1 %;极限氧指数达到33.5 %且热释放速率峰值从941 kW/m2降到了690 kW/m2;通过扫描电子显微镜对复合材料的断面形貌进行了观察分析,发现材料断裂表面填料分散均匀。     

Studies on the effect of 4A zeolite on the properties of intumescent flame-retardant agent filled natural rubber composites

This investigation focused on the research of 4A zeolite on the properties of intumescent flame retardant (IFR) agent filled natural rubber (NR) systems. The first part focused on the evaluation of such characteristics as cure characteristics, tensile property, abrasion loss, and cross-linking density of NR composites. Experimental results demonstrated that the addition of 4A zeolite could increase the cross-linking density of the NR systems. The incorporation of 0.3 phr of 4A zeolite with 50 phr of IF Ragent could improve the elongation value from 480 to 610%, probably 27% increase. Also, the abrasion loss was decreased from 0.95 to 0.70 cm³, nearly 26%. The second part focused on the study of flame-retardant (FR) properties of 4A zeolite filled NR systems. The properties and structure of these composites were characterized by limited oxygen index (LOI), thermogravimetric analysis (TGA), and cone calorimeter. It was proved that the addition of 0.3 phr of 4A zeolite into the IFR filled NR systems could lead to an increase of LOI value and thermal stability, together with a decrease of mass loss ration, rate of heat release (RHR), carbon monoxide (CO) evolution and carbon dioxide (CO₂) evolution, and so on, in a word, an improvement of FR properties.     

无卤膨胀复合阻燃低密度聚乙烯/乙烯-醋酸乙烯酯共混物的研究

分别采用三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)、微胶囊红磷(MCP)以及氢氧化镁[Mg(OH)2]等与膨胀型阻燃剂PNP进行复配,研究了不同阻燃剂及其配比对低密度聚乙烯/乙烯-醋酸乙烯酯(PE-LD/EVA)共混物的阻燃和力学性能的影响。结果表明,在PE-LD/EVA为70/30的基体树脂中,当复合阻燃剂的含量为35%时,PNP/MCA的最佳配比为3/2,阻燃材料的极限氧指数为30.8%;PNP/MCA/MCP的最佳比例为24/16/4,阻燃材料极限氧指数为32.3%;PNP/MCA/MCP/Mg(OH)2的最佳比例为24/16/4/22,阻燃材料的极限氧指数为30.9%,垂直燃烧达到UL 94V-0级,拉伸强度为11.1MPa,断裂伸长率为80.6%。     

锡酸锶与聚磷酸铵协效体系对PP的阻燃研究

用氯化锶和锡酸钠为原料制备的锡酸锶,将其为阻燃剂与聚磷酸铵(APP)协效添加到PP聚合物中。通过极限氧指数、垂直燃烧对阻燃前后样品进行研究。当锡酸锶的添加量为15份时,APP为20份,PP为100份时试样的极限氧指数达到最大34.2%,燃烧等级为V-1级。并通过热分析研究阻燃前后PP的热降解行为。