卡拉胶/金属氧化物协同聚磷酸铵制备阻燃天然橡胶

将卡拉胶(KC)、聚磷酸铵(APP)分别和Fe2O3、CuO、Al2O3、MnO24种金属氧化物(MO)三者复配构成的协同阻燃剂(KC/MO/APP)加入到天然橡胶(NR)中,制备了NR/KC/MO/APP复合材料.通过极限氧指数(LOI)、垂直燃烧(UL-94)、锥形量热(CCT)测试了其阻燃性能.结果表明,NR/KC/MO/APP复合材料的阻燃等级均达到UL-94 V-0级,LOI在26.5％～27.3％之间,具有较好的阻燃性.与NR相比,NR/KC/CuO/APP复合材料的热释放速率峰值和总热释放量分别下降了63.7％和42.0％.同时KC/MO/APP还有抑烟作用,NR/KC/Fe2O3/APP复合材料总烟释放量比NR下降了35.0％,处于最低水平.TGA结果显示,NR/KC/CuO/APP复合材料800℃时的残炭量(W800)达到34.85％,比NR/APP提高了28.7％.NR/KC/MO/APP复合材料炭层更致密,表明KC/MO与APP的协同作用对形成稳定炭层起着重要作用.另外,NR/KC/MnO2/APP复合材料力学性能最优,其拉伸强度和断裂伸长率比NR/APP分别提高32.6％和20.9％,表明MnO2的加入可弥补阻燃剂对NR造成的力学性能损失.     

卡拉胶-纳米氢氧化铝协同阻燃天然橡胶

将BaCl2分级的k型卡拉胶(KC)和纳米氢氧化铝〔Al(OH)3〕构成的协同阻燃体系添加到天然橡胶(NR)中制备KC-Al(OH)3/NR复合材料。通过TG、极限氧指数(LOI)、锥形量热(CCT)以及SEM考察了不同质量比的KC和Al(OH)3对复合材料力学性能和阻燃性能的影响。结果表明,当KC与Al(OH)3以1∶1的质量比加入到NR时,KC-Al(OH)3/NR复合材料的热稳定性、阻燃性能最优,复合材料的LOI达到25%。与纯天然橡胶相比,复合材料总热释放量(THR)、热释放速率峰值(pHRR)、总烟释放量(TSP)和平均质量损失率(AMLR)分别降低了12%、65%、23%和62%。相比于单独添加Al(OH)3体系,复合材料拉伸强度和断裂伸长率分别增加了11%和17%。     

可膨胀石墨/聚磷酸铵协同阻燃低密度聚乙烯的性能研究

以可膨胀石墨(EG)与聚磷酸铵(APP)复配组成新型膨胀型阻燃剂(IFR),并将其应用于低密度聚乙烯(LDPE)中,当总添加量(质量分数)为15%,EG/APP质量比为3 1∶时,复合材料氧指数达到29%,而单独加入EG或者APP时只有27%和21%。表明二者具有良好的协同阻燃效果,并通过热失重测试(TG)、扫描电镜分析(SEM)、傅里叶红外分析(FTIR)阐明了APP和EG在固相和气相中的协同机理。     

笼状磷酸酯微胶囊/聚磷酸铵阻燃聚丙烯

将笼状磷酸酯微胶囊(ET)与聚磷酸铵(APP)复配用于阻燃聚丙烯(PP)。采用氧指数和UL 94评价了阻燃PP的阻燃性能,采用热重分析、扫描电子显微镜照片、傅里叶变换红外光谱及X射线电子能谱研究了阻燃剂的协同效应和阻燃机理。结果表明:ET与APP有较好的复配协同效应,ET/APP的阻燃性能随m(ET)/m(APP)的不同而变化。当m(ET)/m(APP)为1∶2时,阻燃效果最好。w(ET/APP)为30%时,氧指数达29.7%,且达到UL 94 V-0级。     

微胶囊化聚磷酸铵阻燃环氧树脂的研究

为改善聚磷酸铵(APP)与环氧树脂等高聚物的相容性和耐水性,采用原位聚合法在其表面包覆尿素-甲醛树脂(脲醛树脂)、三聚氰胺-甲醛树脂(蜜胺树脂)和脲醛-蜜胺双层树脂,用XRD、SEM和FT-IR等手段对包覆前后的聚磷酸铵的结构进行表征,并将其加入到环氧树脂(EP)中,用热分析(TG)、极限氧指数分析(LOI)和垂直燃烧试验(UL94)测试其阻燃性能。结果表明:聚磷酸铵表面分别包覆了3种斥水性树脂,从而改善了其与环氧树脂的相容性和耐水性;微胶囊化的聚磷酸铵使环氧树脂具有良好的热稳定性,初始分解温度从150℃提高到300℃;将15 g微胶囊化的聚磷酸铵与15 g季戊四醇混合后,加入到70 g环氧树脂中,LOI从19%上升到29%以上,UL94达到了V-1以上,显示出了优异的阻燃性能。     

改性微胶囊化聚磷酸铵阻燃天然橡胶

本文通过原位聚合法制备了聚乙烯醇（PVA）改性的三聚氰胺（MEL）-甲醛树脂（VMF）微胶囊,对聚磷酸铵（APP）/介孔分子筛MCM-41进行包覆,得到了一种新型的核壳结构的微胶囊阻燃剂（MVMF-(A/M)）。通过红外光谱分析（IR）、溶解度和扫描电子显微镜（SEM）对包覆前后的阻燃剂结构以及形貌进行表征。并将其加入到天然橡胶（NR）中,通过氧指数测试（LOI）、垂直燃烧测试（UL-94）、热失重分析（TG）、拉伸测试研究了NR复合材料的阻燃性能和力学性能。实验结果表明：制备的MVMF-(A/M)在20℃水中的溶解度为1.59mg /L,相比APP溶解度降低51.2%, MVMF-(A/M)粒子表面变得粗糙;与其他阻燃天然橡胶体系相比添加了MVMF-(A/M)的NR复合材料的极限氧指数最高, UL-94达到了V-0级别,拉伸强度为8.84MPa,断裂伸长率为310.20%。     

金属氧化物对聚丙烯膨胀阻燃体系阻燃性能的影响

采用聚磷酸铵（APP）和三聚氰胺（MEL）作为聚丙烯（PP）的膨胀型阻燃剂（IFR），添加微量金属氧化物（ZnO和Cr2O3）制备出阻燃效果较好的聚丙烯阻燃材料。研究了不同含量的金属氧化物（ZnO和Cr2O3）对材料阻燃性能的影响。利用氧指数（LOI）、垂直燃烧（UL-94）、热分析（TG）、扫描电镜（SEM）研究了金属氧化物（ZnO和Cr2O3）对聚丙烯阻燃材料阻燃性能的影响、材料热降解过程的影响、在阻燃体系中的分散情况以及燃烧产物的微观结构。结果表明：添加1％ZnO和1％Cr2O3的阻燃材料，LOI分别为28％和26％；ZnO和Cr2O3的加入，改变了材料的热降解过程；ZnO使材料在燃烧时形成了连续、致密、封闭的焦化炭层，相对于Cr2O3显示出更好的阻燃效果。     

稀土金属氧化物与聚磷酸铵阻燃剂协同作用的研究

从聚合物材料的燃料特点出发，分析和讨论了聚合物材料的阻燃特性。实验采用添加无机阻燃剂聚磷酸铵及稀土金属氧化物，提高了硬质聚氨酯泡沫塑料的阻燃性能，并研究了添加型无机阻燃剂与硬质聚氨酯泡沫塑料氧指数的关系，得出了一些规律性结果，这些结果对进一步研究耐燃的硬质聚氨酯泡沫塑料配方有一定的指导意义。     

微胶囊化聚磷酸铵的制备及其性能

以聚乙二醇(PEG)改性聚氨酯(PUR)为囊材对聚磷酸铵(APP)进行包覆,制备了"三源一体"的膨胀型阻燃剂(MAPP)。通过用傅立叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱(EDS)和X射线衍射(XRD)等手段对微胶囊的核壳结构进行表征,采用溶解度测试、水接触角测试研究了季戊四醇(PER)和PEG的配比对微胶囊包覆效果的影响。结果表明,与未包覆的APP相比,MAPP上出现了PUR的特征峰;SEM明显观察到MAPP表面变得粗糙,蜂窝状结构出现;EDS结果显示APP和MAPP具有不同的表面元素含量;XRD峰强度明显减弱,表明改性PUR成功包覆在APP粒子表面;水溶解度和接触角的变化可知,MAPP的水溶解度和表面极性均有所下降,当PER/PEG的物质的量之比为1/1时,包覆效果最佳,此时的溶解度为0.400 g/100 m L H2O,水接触角为86.1°。     

聚磷酸铵／季戊四醇复合膨胀型阻燃剂阻燃ABS的研究

通过热重分析、扫描电子显微镜和氧指数等研究了由聚磷酸铵与季戊四醇组成的膨胀型阻燃剂(IFR)对ABS的阻燃作用。与传统的含卤阻燃ABS相比,热失重分析显示,IFR的加入使体系的残炭量显著增加,650℃时ABS的残炭量由不加IFR时的1.9%增至21.32%。扫描电子显微镜观测发现,经IFR阻燃的ABS在燃烧时形成了由无数封闭孔洞构成的蓬松焦化炭层,表明IFR对ABS具有良好的膨胀阻燃效果。在IFR含量为30%时,ABS的氧指数可达27.4%。     

Hyperbranched intumescent flame‐retardant agent: Application to natural rubber composites

The first part of this investigation focused on the synthesis and characterization of a hyperbranched intumescent flame‐retardant (HIFR) agent. Two steps were used in the synthetic process. The structure was characterized by scanning electron microscopy (SEM), thermogravimetric analysis (TGA), and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). The second part focused on the application of HIFR agent into natural rubber (NR) composites. The cure characteristics, tensile properties, wear resistance, and flame‐retardant property of HIFR/NR composites were evaluated. It was demonstrated that the addition of this HIFR agent into NR led to an improvement in its physicomechanical and flame‐retardant properties. © 2011 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2011.     

Flame-retardant properties and synergistic effect of ammonium polyphosphate/aluminum hydroxide/mica/silicone rubber composites

The flammability behaviors of ammonium polyphosphate/aluminum hydroxide/mica/silicone rubber (APP/Al[OH]₃/mica/SiR) ceramifying composites containing APP, Al[OH]₃, and mica are investigated by cone calorimeter test. The thermal degradation and the synergistic effect of APP/Al(OH)₃/mica/SiR composites are investigated by thermal gravimetric analysis, X-ray diffraction, scanning electron microscopy, Fourier transform infrared spectroscopy, and X-ray photoelectron spectroscopy. APP/Al(OH)₃/mica/SiR composites with 25 wt% of APP, 20 wt% of Al(OH)₃, 25 wt% of mica, and 30 wt% SiR presents a much lower total heat release, the value of peak heat release rate (PHRR), the maximum average heat release rate, the longest time to ignition, and time to the PHRR (t_PHRR), compared with the flame-retardant properties from composites with filler of APP and mica or APP and Al(OH)₃ alone. The results indicate that there is an excellent synergism in APP, Al(OH)₃, and mica, which endows APP/Al(OH)₃/mica/SiR composites with both good flame retardancy and fire prevention. The study on the synergism effect between fire prevention and flame retardancy of APP/Al(OH)₃/mica/SiR composites indicates that compounds containing P-O-Al are formed due to the reaction between APP and Al(OH)₃ during combustion in the early stage and a coherent, dense, and sealed structure is formed due to the reaction in mica, phosphates, and the thermal decomposition products of SiR during combustion in the later stage.     

MPP/PER/APP阻燃PP的阻燃及热裂解行为

采用聚磷酸蜜胺(MPP)／季戊四醇(PER)／聚磷酸铵(APP)三元膨胀型阻燃剂(IFR)阻燃聚丙烯(PP),测定了阻燃PP的极限氧指数(LOI)、UL94V阻燃性及热稳定性,以傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析了阻燃PP的热分解残余物。以锥形量热仪(CONE)测定了阻燃PP的诸多与火灾有关的阻燃参数,包括释热速度、质量损失速度、总释热量、有效燃烧热、比消光面积及引燃时间等,以光电子能谱(XPS)测定了阻燃PP残炭表面的元素组成及XPS曲线拟合数据,还以扫描电镜(SEM)观测了阻燃PP残炭的形态。     

m(APP)/m(PER)对LDPE阻燃性能和力学性能的影响

研究了不同配比的聚磷酸铵(APP)／季戊四醇(PER)组成的膨胀型阻燃剂及不同阻燃剂含量对低密度聚乙烯(LDPE)阻燃性能和力学性能的影响。m(APP)／m(PER)最佳为3:2,膨胀型阻燃剂质量分数最佳为30％。与纯LDPE相比,含有最佳配比和质量分数的阻燃剂体系的复合材料的极限氧指数从17．8％提高至24．5％,550℃的残重率从30．6％提高至87．0％;力学性能有所下降,拉伸强度从10．3 MPa降为7．39 MPa,断裂伸长率从115％下降到57％。阻燃LDPE的放热量比未阻燃的LDPE减少,说明形成的膨胀炭层对内部基材起着保护作用。550℃阻燃试样的残余物中成炭较致密,在炭层中除了含C外,还含有较大量的P和少量的N。     

协效剂在ABS/APP/PETA体系中的阻燃协效性

为了提高苯乙烯一丁二烯一丙烯睛(ABS）/聚磷酸铵(APP)/聚对苯二甲酞乙二胺(PETA)膨胀阻燃体系的阻燃性能,将硼酸锌(ZB）、红磷(RP）添加到ABS/ APP/ PETA膨胀阻燃体系中。采用极限氧指数法、垂直燃烧法、热失重、扫描电镜探讨了不同含量协效剂ZB,RP对不同比例ABS/APP/PETA阻燃体系的协效阻燃效应。结果表明,加人协效剂使ABS/APP/PETA体系的阻燃性能得到显著提高;将2.5份(质量份,下同)ZB和4份RP加人到ABS/APP/PETA( 70/22. 5/7. 5)体系,体系的极限氧指数由未加协效剂的30%提高到41%,UL-94测试也达到V-0级;ZB提高了ABS/APP/PETA体系热稳定性和成炭率,RP能极大地促进成炭;加人ZB和RP ,阻燃体系燃烧表面能够形成更多膨胀、致密的炭层。     

OMMT与MPP协效阻燃对硅橡胶性能影响

以三聚氰胺磷酸盐（MPP）、有机蒙脱土（OMMT）为协效阻燃剂制备阻燃硅橡胶。通过x射线衍射（XRD）法、垂直燃烧法、热重法（TG）等研究阻燃硅橡胶分散性、燃烧性能和拉伸性能。结果表明,OMMT与MPP具有明显协同阻燃性;当OMMT用量为3质量份、MPP用量为55质量份时,复合材料有焰燃烧时间最短,阻燃效果最好;OMMT用量为3-5质量份时,复合体系的垂直燃烧性能均可达到FV-0级,残碳率最高,且力学性能较好。     

壳聚糖包覆三聚磷酸钠微胶囊-可膨胀石墨协同阻燃天然/杜仲橡胶

以三聚磷酸钠（STPP）为芯材，壳聚糖（CS）为壁材，通过离子凝胶法成功制备阻燃微胶囊CS@STPP。采用扫描电镜（SEM）、傅里叶红外光谱（FTIR）对所制备的微胶囊的表面形貌、化学结构进行表征。将CS@STPP与EG以一定比例添加到天然（NR）/杜仲（EUG）并用橡胶中，探究CS@STPP与可膨胀石墨（EG）之间的协同作用对NR/EUG并用橡胶阻燃性能影响。采用极限氧指数（LOI）、垂直燃烧测试（UL-94）、锥形量热（CCT）等测试手段对FRBR阻燃性能进行分析。结果表明FRBR的燃烧性能显著降低，LOI值达到28.4%，UL-94达到V-0等级，最大热释放速率下降30%。