多壁碳纳米管接枝超支化聚(胺-酯)

采用混酸氧化,使碳纳米管表面产生羧基,再分别以接出法(grafting from)的方式在碳纳米管表面"长出"超支化大分子;以接入法(grafting to)的方式将由"一步法"合成的超支化聚(胺-酯)通过酯化反应接枝到碳纳米管表面。通过SEM、FTIR、TGA-DSC以及XRD等表征手段并结合酸碱滴定法测定修饰后碳纳米管表面的羟基密度,对功能化修饰的碳纳米管进行分析。结果表明,分别以"grafting from"和"grafting to"方式接枝超支化聚(胺-酯)后,碳纳米管的羟基密度分别为24.74 mmol/g和20.04 mmol/g,修饰后的碳纳米管分散性能明显提高,同时末端丰富的官能团为碳纳米管的进一步功能化修饰创造了条件。     

界面阻燃化玻璃纤维协同聚磷酸铵增强阻燃聚乳酸树脂

采用短切玻璃纤维（GF）作为载体,先经3-氨丙基三乙氧基硅烷（KH550）对其表面氨基化处理后（GF-KH550）,再以三乙胺为缚酸剂和催化剂,三氯氧磷（POCl3）和4, 4-二氨基二苯甲烷（DDM）为反应单体,在玻璃纤维表面原位聚合,获得超支化聚磷酰胺界面阻燃化玻璃纤维（GF@HBPN）,并与聚磷酸铵（APP）一起应用于聚乳酸树脂（PLA）,制备了系列GF-KH550/PLA、GF@HBPN/PLA和APP/GF@HBPN/PLA复合材料,对复合材料的热稳定性、力学和阻燃性能进行了系统分析。结果表明,与纯PLA相比,GF-KH550/PLA复合材料的拉伸强度有了明显提高,但玻璃纤维的“烛芯效应”严重恶化了其燃烧性能; GF@HBPN/PLA复合材料的拉伸强度也有提高,且燃烧过程中GF表面形成的界面残炭抑制其“烛芯效应”,改善了其燃烧性能（UL-94 V-2）,但不足以达到理想阻燃效果。对于APP/GF@HBPN/PLA复合材料,当APP含量达10%、GF@HBPN含量（GF和APP含量以复合材料的整体质量为基准）达30%时,其极限氧指数（LOI）提升至26.8%,垂直燃烧等级达UL-94 V-0级,且其峰值热释放率（PHRR）、总热释放量（THR）和最大质量损失率（MLRmax）也较纯PLA分别下降了31.39%、23.57%和49.26%,显示出优异的火安全性能。     

超支化聚合物共价修饰碳纳米管的制备及应用研究

碳纳米管(CNTs)具有很多优良性能,但由于在聚合物基体分散性差,限制了其广泛应用。超支化聚合物是高度支化的大分子,具有低黏度、高溶解性及含有大量末端基团等特点。利用超支化聚合物共价修饰CNTs,不仅可以提高CNTs在聚合物基体中的分散性,还能使CNTs拥有新的功能。介绍了超支化聚合物共价修饰CNTs的方法,探讨了其在生物医学、纳米材料等方面的应用前景,最后对超支化聚合物共价修饰CNTs的发展提出了建议。     

环氧树脂/超支化聚合物修饰碳纳米管复合材料的固化反应动力学研究

采用非等温差示扫描量热法（DSC）研究纯环氧树脂（EP）、环氧树脂/碳纳米管复合材料（EP/MWCNTs）、环氧树脂/超支化聚酯修饰碳纳米管复合材料（EP/MWCNTs-H204）和环氧树脂/超支化聚酰胺修饰碳纳米管复合材料（EP/MWCNTs-N103）4种体系的固化动力学。基于Kissinger方法和Ozawa方法计算了各体系反应的活化能。结果表明：经过超支化聚合物修饰的EP/MWCNTs-H204和EP/MWCNTs-N103体系比未经修饰的其余两个体系,具有较低的表观活化能,说明超支化聚合物的引入对环氧树脂复合材料的固化反应具有显著的促进作用。采用Málek方法得出自动催化模型（Sesták-Berggren）,利用Sesták-Berggren对各体系进行理论计算,提出了描述固化过程的动力学参数和方程式。理论计算结果与实验结果进行对比相似度较高,说明Sesták-Berggren模型可以很好地描述4种不同环氧树脂体系的固化动力学行为。     

改性超支化聚甘油醚的制备及应用

以甘油和缩水甘油为原料,甲醇钠为催化剂,采用阴离子开环聚合法合成第三代超支化聚甘油醚(HBPG),并对产物用油酸进行不同程度的端基改性,制备HBPG-X系列产品。通过FTIR和~1HNMR对HBPG及HBPG-X的结构进行表征,并将HBPG-X系列产品应用于绵羊皮服装革加脂实验,同时与市售加脂剂SK-70作对比。结果表明:HBPG-X系列产品可使成革柔软,并能提高成革的抗张强度和撕裂强度,对成革的透水汽性影响较小。其中,HBPG-1产品加脂效果最好,成革柔软度与SK-70相当。     

超支化环氧树脂的合成及应用研究进展

从超支化环氧树脂独特的结构特点出发，详细介绍了超支化环氧树脂的分类、合成方法及合成路线，列举了超支化环氧树脂合成的最新思路和进展；介绍了超支环环氧树脂在环氧树脂增韧、复合材料中的应用，阐述了增韧机理并列举了应用实例；最后总结了超支化环氧树脂合成和应用的发展方向，力求为广大科研工作者提供帮助和借鉴。     

酯端基超支化聚(胺-酯)的合成与表征

以乙醇胺和丙烯酸甲酯为原料,通过Michael加成反应合成了N-羟乙基-3-胺基-N,N-二丙酸甲酯AB2单体,并采用FT IR1、H NMR和元素分析对单体的结构进行了表征;以丁二酸酐为反应中心核,N-羟乙基-3-胺基-N,N-二丙酸甲酯为单体,制得了1~5代酯端基超支化聚(胺-酯)。采用核磁共振法对1~5代酯端基超支化聚(胺-酯)的支化度进行了表征,结果表明,由于采取的是加入中心核并逐步加入单体的有核准一步缩聚法,所合成的超支化聚(胺-酯)具有较高的支化度;凝胶渗透色谱测定的结果表明,超支化聚(胺-酯)的相对分子质量分布较窄,具有单分散性;超支化聚(胺-酯)的粘度较低且在多种溶剂中均有较好的溶解性,分解温度均高于170°C,具有良好的热稳定性。     

超支化环氧树脂的研究进展及应用

从超支化聚合物出发,重点总结了超支化环氧树脂(EP)独特的结构特点、四种合成方法及优缺点,综述了目前超支化EP合成的新思路、超支化EP的应用、发展方向以及存在的问题。     

苯基磷酰胺酸二乙酯的合成及阻燃硬质聚氨酯泡沫研究

合成一种新型含P,N的阻燃剂苯基磷酰胺酸二乙酯(DEPAN),通过傅里叶变换红外光谱、核磁共振等手段表征其分子结构。采用全水自由发泡工艺制备不同DEPAN添加量的阻燃硬质聚氨酯泡沫(RPUF),研究DEPAN对RPUF性能的影响。结果表明,DEPAN的添加可小幅降低RPUF的压缩强度;阻燃材料的极限氧指数最高能达到24.1%,且能通过水平燃烧测试HF–1级别;微型量热仪测试结果显示,DEPAN的添加显著降低了RPUF的热释放峰值及总热释放。热性能分析及扫描电镜观察等进一步表明阻燃剂DEPAN在降解过程中有效促进了致密稳定连续炭层结构的形成。     

聚合物/碳纳米管复合材料导电性能研究进展

综述了国内外有关共价键改性和非共价键改性碳纳米管提高聚合物材料阻燃性能,讨论了改性碳纳米管对热释放速率、质量损失速率、引燃时间、极限氧指数及UL94阻燃性能等的影响的研究进展。指出碳纳米管作为阻燃剂或协效阻燃剂尚需深入研究的问题及将来努力的方向。     

阻燃环氧树脂/有机蒙脱土纳米复合材料制备及阻燃性能

研究制备了环氧树脂(EP)/有机蒙脱土(OMMT)、N,N-二(2-羟乙基)氨甲基膦酸二乙酯(BHAPE)阻燃剂阻燃的EP和EP/OMMT等复合材料。XRD证明分散在复合材料中的OMMT为剥离型的,且BHAPE的加入不影响材料中OMMT剥离后的层间距。研究证明,单独使用BHAPE很难使EP通过UL 94 V-0阻燃级,仅添加OMMT的EP固化物,其氧指数和UL94阻燃性能几乎与纯EP固化物的一样。但是同时添加BHAPE和OMMT的EP固化物,当BHAPE和OMMT的添加量分别为25%和5%时,不仅BHAPE/EP/OMMT复合物的CONE阻燃参数都明显降低,而且能通过UL94V-0级。可能是BHAPE和OMMT在凝聚相同时发挥作用,即BHAPE和OMMT协同阻燃作用提高了复合材料的综合阻燃性能。     

环氧灌封材料的阻燃研究动态

介绍了国内外环氧灌封材料的生产现状及其在电子封装业中的发展前景,并概述了对现代电子封装材料的环保新要求及电子封装无卤化阻燃对环氧树脂提出的挑战。     

类石墨氮化碳及其MCA杂化物的合成与阻燃

采用三聚氰胺作为原料,通过梯度加热制备了类石墨氮化碳(g-C3N4),再以三聚氰胺、氰尿酸和自制g-C3N4合成了三聚氰胺氰尿酸杂化物(CNMCA)。采用FTIR、XRP和TDA对g-C3N4和CNMCA的结构与热性能进行了表征。将CNMCA应用在聚酰胺6中制备了阻燃复合材料,同时,采用垂直燃烧和极限氧指数法分析了阻燃效果。结果表明,g-C3N4具有较高的热稳定性,其热失重5%(T-5%)的温度高达544.9℃。另外,g-C3N4的杂化不同程度地提高了MCA的热稳定性。当杂化比例为30%时,CNMCA的T-5%由345.5℃提升到352.3℃,在600℃下的残余质量由0.43%显著提升到23.45%。CNMCA的阻燃性能比MCA更佳,当添加到10%CNMCA30时,试样燃烧时的熔滴已无法使脱脂棉被引燃,因此,阻燃等级从UL94 V-2提升到UL94 V-0级,极限氧指数也从27.8%提升至31.3%。     

微胶囊包覆磷钼酸铵的制备、表征及在UPR中的阻燃抑烟性能研究

用原位聚合法制备了蜜胺甲醛树脂微胶囊,并用它对所合成的磷钼酸铵(AMP)进行包覆。粒径分布、SEM结果表明,在n(蜜胺)∶n(甲醛)=1.0∶2.5,pH=2.5,温度为70℃的条件下反应3 h后,再将pH升至6.0,所得微胶囊包覆磷钼酸铵(MCAMP)粒径为7.709μm,胶囊壁呈葡萄串形结构且分散性良好;按w(MCAMP)=5%将MCAMP添加到不饱和聚酯树脂(UPR)中,结果证实,UPR氧指数(LO I)从纯树脂的20.0%上升至25.2%,UL94达V-2级,烟密度等级(SDR)从75.25降至65.11,最大烟密度(MSD)从95.73下降至89.24,烟密度等级满足国家对B1级电器类热固性塑料的使用要求。     

溴/氮本质阻燃环氧树脂的热性能和阻燃性能研究

采用热分析仪、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、极限氧指数仪和综合垂直燃烧测定仪研究了反应型磷/氮阻燃剂聚N-(2,3,5,6-四溴对二亚甲基苯基)-N-乙基胺(BNFR)阻燃环氧树脂的热性能、阻燃性能、成烟性能等。结果表明,BNFR分子通过参与固化反应而以化学键键合于固化树脂的立体网络结构之中,无迁移,通过改变固化树脂的热降解过程提高树脂的热稳定性能以及阻燃性能;BNFR分子结构中含有Br和N两种阻燃元素,气相和固相阻燃机理同时起作用,因此阻燃效率较高,环氧树脂中添加12%的BNFR可以使极限氧指数达到30%,600℃成炭量高于10%。     

杂化三聚氰胺聚磷酸盐的合成及其在聚酰胺6中的阻燃应用

以三聚氰胺、磷酸与类石墨氮化碳（g-C3N4）为原料,通过液相反应合成了杂化三聚氰胺磷酸盐（CNMP）,再通过固相热缩聚制得杂化三聚氰胺聚磷酸盐（CNMPP）,表征了CNMP与CNMPP的结构和热性能。CNMPP随后被应用在阻燃聚酰胺6（FRPA6）中,并采用垂直燃烧测试、极限氧指数测试和灼热丝法研究其阻燃效果。结果表明,与三聚氰胺聚磷酸盐（MPP）相比,CNMPP的热稳定性有所提高,起始热分解温度（热失重5 %时所对应的温度）上升了8.5 ℃,650 ℃残炭率也由34.1 %提升至60.2 %;g-C3N4的杂化还提高了MPP的阻燃性,在添加量均为30 %（质量分数,下同）时,低杂化比例的CNMPP阻燃的聚酰胺6（PA6）自熄时间变短,达到UL 94 V-0级,灼热丝起燃温度升高,极限氧指数从24.2 %提高到29.5 %;但高杂化比例的CNMPP会恶化其阻燃性能。     

An Itaconic Acid-Based Phosphorus-Containing Oligomer Endowing Epoxy Resins with Good Flame Retardancy and Toughness

With the aim to reduce the influence of flammability and brittleness of epoxy resin (EP) on its applications, a phosphorus-containing oligomer (BID) containing phosphophenanthrene group and flexible chain segment is designed and applied to methyltetrahydrophthalic anhydride (MeTHPA) curing EP systems. Compared with EP/MeTHPA, the glass transition temperature (T_g) declines after introducing BID. But the addition of BID endows EP/MeTHPA with good flame retardancy. When the dosage is only 19.2 wt.%, the limiting oxygen index (LOI) of EP/BID/MeTHPA increases by 77% to 36% (P content: 1.5 wt.%) compared with EP and reaches the vertical combustion (UL-94) V-0 rating. Cone calorimetry (CC) results reveal that PHRR and THR drop by 40% and 31%. The pyrolytic process and char residue data analysis show that BID plays flame-retardant role in gas phase and condensed phase. In addition, impact and flexural and tensile strength improve by 84%, 19% and 54% individually, proving that BID holds a potential on enhancing mechanical performance of EP/MeTHPA.     

膨胀型阻燃剂阻燃环氧树脂的阻燃性能及影响因素

研究了季戊四醇磷酸酯三聚氰胺盐微胶囊化的多聚磷酸铵（KDIFR）、三聚氰胺-甲醛树脂微胶囊化的多聚磷酸铵（MAPP）和多聚磷酸铵（APP） 3种膨胀型阻燃剂,及引入硼、铝元素对膨胀型阻燃环氧树脂(EP)阻燃性能的影响,采用极限氧指数法和水平燃烧法测试材料的燃烧性能。结果表明,3种阻燃剂中APP的阻燃效果最好,当APP/EP为0.3（质量比,下同）时,其极限氧指数为32.2 %,达到难燃级水平;在EP/APP中引入铝元素或硼元素可使阻燃效果提高,硼、铝共存时阻燃效果更加突出,加入APP总量0.8 %的硼酸铝可使EP/APP的自熄时间由48 s降为24 s;热分析结果表明,APP热分解吸热恰与EP的热降解产物燃烧放热相匹配,这是使EP/APP的阻燃性能提高的主要原因;在EP/APP中引入硼和铝元素可明显促进EP/APP成炭,起到协同阻燃作用。     

环氧树脂/三羟甲基三聚氰胺硅化物固化体系阻燃性能与耐热性研究

利用三聚氰胺和甲醛合成了三羟甲基三聚氰胺（TMM）,将其与正硅酸乙酯(TEOS)反应得到三羟甲基化三聚氰胺硅化物（TMMSi）。将TMMSi与环氧树脂复合,采用4,4'-二氨基二苯基甲烷(DDM)作固化剂来制备环氧树脂/TMMSi固化物,并对固化物的热性能和阻燃性能进行了分析。结果表明,与环氧树脂/TMM固化物相比,环氧树脂/TMMSi固化物的玻璃化转变温度变化较小,高温耐热性提高不明显,但是阻燃性能得到了大幅度提高。当TMMSi含量为15份时,环氧树脂/TMMSi固化物的极限氧指数达到29.6 %,比纯环氧树脂固化物提高了40 %。