ADP协效APP/PER阻燃PP的制备及性能

以二乙基次膦酸铝(ADP)为协效剂,与聚磷酸铵(APP)/季戊四醇(PER)传统膨胀型阻燃体系复配,通过熔融共混制备了膨胀阻燃聚丙烯(PP)。采用极限氧指数(LOI)、垂直燃烧测试、锥形量热仪、扫描电子显微镜和热重分析研究了阻燃PP的性能及相关作用机制。结果表明,ADP和APP/PER具有很好的协同阻燃作用,它不但可以同时提高阻燃体系的残炭量和炭层质量,有效抑制熔滴,还可以降低燃烧过程中的生烟量,是更加绿色的阻燃体系。当阻燃体系的总添加量为24%,APP/PER和ADP的质量比为6∶1时,阻燃PP的LOI可达到29.8%,垂直燃烧等级为V–0级,且生烟性比不添加ADP的体系下降了76.9%。阻燃机理研究表明,该体系是以凝聚相为主的凝聚相和气相协同阻燃机制。     

氢氧化镧对聚丙烯膨胀阻燃体系性能影响

采用燃烧性能测试、热重分析、扫描电镜和力学性能测试等手段,分别研究了氢氧化镧对聚丙烯/磷酸密胺盐/季戊四醇(PP/MP/PER)复合材料阻燃性能和力学性能的影响。结果表明,添加氢氧化镧的PP/MP/PER复合材料的垂直燃烧指数均达到V0级别,当氢氧化镧添加量为0.5 %（质量分数,下同）时,复合材料的极限氧指数可达33.0 %,说明氢氧化镧能在一定程度上提高了PP的阻燃性能,是一种有效的阻燃协效剂。这可能是因为膨胀阻燃PP体系在燃烧过程中,氢氧化镧可与膨胀型阻燃剂反应形成网状结构、提高体系黏度,促进体系形成致密的炭层,提高体系的残炭量。研究还表明,在膨胀阻燃PP体系引入适量的氢氧化镧可在一定程度上提高体系的力学性能。     

膨胀阻燃碱木质素聚氨酯泡沫的制备及性能

将精制后的碱木质素代替部分聚醚多元醇,通过一步发泡法与聚合MDI混合制备了碱木质素聚氨酯泡沫,同时采用季戊四醇(PER)和聚磷酸铵(APP)复配组成膨胀阻燃剂(IFR)制备了碱木质素阻燃聚氨酯泡沫,通过极限氧指数(LOI)测试分析了碱木质素阻燃聚氨酯泡沫的阻燃性能。通过热重分析(TGA)、锥形量热测试(CONE)和扫描电子显微镜(SEM)测试,分别研究了所制试样的热降解行为和成炭性能、燃烧行为和残炭的形貌。分析结果表明:当碱木质素的添加量为聚醚多元醇的5%,APP与PER的质量比为3∶1,IFR的添加量为30%时,碱木质素基聚氨酯泡沫的LOI达到了24.8%,IFR的加入促进了碱木质素聚氨酯泡沫的降解和成炭,从而提高了材料的阻燃性能。     

环氧树脂包覆聚磷酸铵-聚丙烯阻燃体系构建

为构建膨胀聚丙烯(PP)阻燃体系,采用原位聚合法制备环氧树脂包覆聚磷酸铵微胶囊(EP-APP)以改善APP与PP材料的相容性,并选用季戊四醇(PER)为成炭剂与EP-APP构成膨胀型阻燃剂(IFR),制备PP/EP-APP/PER阻燃复合材料。以微胶囊的水溶性为指标优化微胶囊包覆工艺,考察了EP-APP与PER质量比和IFR添加量对复合材料的阻燃性能及力学性能的影响,分析了IFR中EP-APP与PER的反应机理。结果表明,当EP加入量为APP质量的10%、固化剂三乙烯四胺(TETA)用量为EP质量的15%时,采用40℃(1 h)+70℃(1 h)的固化反应温度设置,可制得有良好耐水性的EP-APP微胶囊。当IFR质量分数为25%,IFR中EP-APP与PER质量比为3∶1时,制得PP/APP/PER阻燃复合材料的极限氧指数(LOI)达到35.0%,垂直燃烧性能达到UL 94 V-0等级,且复合材料仍能保持较好的拉伸性能。热重分析表明,IFR的分解反应可分为三个阶段：首先是EP-APP受热分解后与PER发生反应,生成含有磷酸酯键的物质;然后是酯类化合物生成稳定的环状酯并释放出H_...     

基于低温易膨胀石墨制备阻燃聚乳酸材料

采用自制的低温易膨胀石墨(LEG)与聚磷酸铵(APP)制备阻燃聚乳酸复合材料,研究复合材料的阻燃性能以及不同气氛下的热稳定性;通过热重分析、红外光谱以及扫描电镜研究了阻燃聚乳酸的热降解进程以及残炭结构,进而探讨了二者的协同阻燃机理。研究表明:APP与LEG存在较好的协同阻燃效应,当阻燃剂总添加量为15%(APP为5%,LEG为10%)时,阻燃聚乳酸的极限氧指数达到32.1%,垂直燃烧测试达UL 94 V-0级。     

改性纳米磷酸锆对膨胀阻燃聚丙烯性能的影响

以多聚磷酸铵(APP)和季戊四醇(PER)为阻燃体系模板,研究了改性纳米磷酸锆(n-ZrP)对膨胀阻燃聚丙烯复合材料(PP/IFR)阻燃性能的影响,并且采用热重分析(TGA)、红外光谱(FTIR)和扫描电镜(SEM)研究了n-ZrP的阻燃协同作用机理。阻燃性能的研究表明,n-ZrP能够明显改善复合材料的阻燃效果;当n-ZrP添加量为2%时,PP/IFR复合材料的氧指数值达到了31.6%,通过了UL 94 V-0级测试;当n-ZrP添加量为0.5%时,其催化效率达到最高。TGA分析结果表明,n-ZrP能够促使阻燃复合材料提前降解,并保留更多的残碳。FTIR和SEM结果表明,n-ZrP能够起到片层阻隔作用并催化IFR的酯化和交联反应,形成更多含磷的交联结构(P—O—C和P—O—P的),提高炭层的致密程度,从而改善复合材料的阻燃性能。     

高灼热丝阻燃玻纤增强聚丙烯的研究

采用双螺杆挤出机共混的方法分别制备了氮–磷膨胀型阻燃聚丙烯(PP)、溴–锑阻燃PP、氮–磷–溴–锑复配阻燃PP和氮–磷–溴–锑复配阻燃玻纤(GF)增强PP,通过力学性能测试、垂直燃烧测试、灼热丝燃烧测试、扫描电子显微镜和热重分析研究了阻燃PP的力学性能、阻燃性能和热性能。结果表明,不同阻燃体系阻燃PP的垂直燃烧等级均达到V–0级,灼热丝引燃温度均高于790℃;氮–磷–溴–锑复配阻燃剂的阻燃效果最优,其阻燃PP的灼热丝引燃温度可达850℃以上;添加10%的GF可有效提高氮–磷–溴–锑复配阻燃PP的力学性能,其拉伸强度、悬臂梁缺口冲击强度、弯曲强度和弯曲弹性模量分别为纯PP的1.59倍、1.56倍、1.93倍和1.88倍,同时灼热丝引燃温度仍在850℃以上,残炭率为23.6%。     

多羟基结构三嗪成炭剂在膨胀阻燃PP中的应用

以二乙醇胺为侧链,三聚氯氰和哌嗪为主链,采用一锅法制备了一种多羟基三嗪成炭剂(CDP),将其与聚磷酸铵(APP)复配成膨胀阻燃剂(IFR)用于阻燃聚丙烯(PP)。采用垂直燃烧、极限氧指数、热失重分析等手段研究了阻燃PP的阻燃性能和热稳定性,并用扫描电子显微镜(SEM)对炭层形貌进行了研究。结果表明,APP和CDP具有良好的协同阻燃效果,当APP与CDP质量比为2∶1时,协同阻燃效果最优,仅添加20% IFR,即可使PP达到UL94 V–0级别,LOI为29.5%。热失重分析表明该复合材料在800℃具有最高的残炭量,SEM也显示形成了连续致密的炭层。     

APP/PER阻燃SEBS/PP共混物的研究

采用APP/PER(IFR)复合膨胀阻燃剂阻燃SEBS/PP体系.通过热重分析、扫描电镜、氧指数和万能拉力试验机等研究IFR对SEBS/PP的阻燃及力学性能的影响.IFR的加入可使体系的残炭量显著增加,当IFR的质量分数为30%时,600℃下SEBS/PP体系的残炭量由未加IFR的1.84%增至14.84%.经IFR阻燃的SEBS/PP在燃烧时形成内部多孔,外部致密的炭层,能有效地抑制聚合物的进一步燃烧.添加30%IFR时,SEBS/PP阻燃体系的氧指数可达27%,并通过UL94V-O测试,其拉伸强度为12.5 MPa,断裂伸长率达到492.6%.     

新型磷-氮膨胀阻燃剂在改性聚丙烯中的应用研究

采用自制干法合成的磷-氮膨胀型阻燃剂(磷酸酯三聚氰胺盐,IFR)复配聚磷酸胺(APP)和聚四氟乙烯(PT-FE)阻燃改性聚丙烯(PP),利用极限氧指数法、垂直燃烧法分析了阻燃PP的燃烧性能,通过热重分析仪、傅里叶变换红外光谱仪、扫描电子显微镜和X射线光电子能谱对阻燃PP的热降解过程、燃烧性能、残炭结构进行了分析,并研究了燃烧过程中复配阻燃体系对PP的阻燃机理。结果发现,IFR、APP和PTFE之间具有明显的阻燃协效作用;当阻燃剂总添加量为24%(APP为6%、IFR为17.5%、PTFE为0.5%)(质量分数)时,阻燃PP的极限氧指数达到30.1%,垂直燃烧测试达UL 94V-0级;加入阻燃剂还能提高PP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。     

高岭土对APP/PER/PP复合材料性能的影响

以PP废玩具料(W-PP)为主材,高岭土(Kaol)、聚磷酸铵(APP)和季戊四醇(PER)为阻燃剂,通过熔融挤出制备一系列Kaol/APP/PER/W-PP复合材料,对复合材料的极限氧指数(LOI)、UL 94阻燃等级、力学性能和热变形温度(HDT)进行测试,并用锥形量热仪进行分析,结果表明,APP/PER添加后,复合材料的阻燃性能和HDT明显提高,力学强度逐渐降低;适量的Kaol和APP/PER具有较好的协同阻燃效果,而且,添加Kaol后,复合材料的力学性能和HDT明显提升,当在W-PP中同时加入3%的Kaol和25%的APP/PER时,复合材料的LOI为32.1%,阻燃达到UL 94(1.6 mm)V-0级,与单独添加相比,拉伸强度、弯曲模量、弯曲强度和缺口冲击强度均提高了28%APP/PER的性能分别提高了16.9%、15.0%、27.4%和31.3%。     

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。     

埃洛石纳米管对膨胀阻燃聚丙烯阻燃性能的影响

以聚磷酸铵(APP)和季戊四醇(PER)为膨胀阻燃体系(IFR)制备了含有埃洛石纳米管(HNTs)的无卤膨胀阻燃聚丙烯(PP)复合材料。通过极限氧指数和热失重分析仪(TGA)以及锥形量热仪(CONE)研究了天然纳米材料埃洛石纳米管(HNTs)的加入对膨胀阻燃PP阻燃性能与热稳定性的影响,并通过扫描电镜(SEM)对残炭形貌进行了观察和分析。结果表明,加入2份(质量分数,下同)的HNTs后,材料的极限氧指数提高到32%,达到UL-94V0级别,热释放速率降低到222kW/m2,加入HNTs后形成的炭层结构更致密,阻燃效果更好。     

4A分子筛和SiO2对EVA/IFR复合材料性能的影响

以聚磷酸铵(APP)复配季戊四醇(PER)为膨胀型阻燃剂(IFR)制备了无卤阻燃乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)/IFR复合材料,通过极限氧指数仪、热失重分析仪及扫描电子显微镜研究分析了4A分子筛和SiO2的加入对复合材料阻燃性能、热稳定性能及复合材料残炭表面形貌的影响。结果表明,加入4A分子筛可以明显提高复合材料的极限氧指数,当添加1份4A分子筛时,复合材料的极限氧指数达到31%,比未添加时提高了2%;4A分子筛的加入使复合材料在燃烧过程出现熔融滴落现象;继续加入SiO2可以进一步提高复合材料的极限氧指数,当添加3份SiO2时,复合材料的垂直燃烧测试达到V-0级。     

海泡石对聚丙烯复合材料的协效阻燃作用研究

将海泡石(SEP)添加到膨胀阻燃聚丙烯(PP)复合材料中,考察了SEP对该体系的协效阻燃作用。结果表明,SEP的加入使PP复合材料的极限氧指数明显提高,且通过UL94垂直燃烧V–0级测试;热重分析测试表明,SEP明显提高了PP复合材料的热稳定性;锥形量热仪测试发现,SEP的引入明显降低了复合材料的热释放速率及产烟量。加入少量海泡石能减少膨胀阻燃剂的用量,明显改善阻燃复合材料的吸湿性能。     

溶液共混法制备聚丙烯/碱式硫酸镁晶须复合材料阻燃性能研究

采用溶液共混法将碱式硫酸镁晶须(MOSw)与聚丙烯(PP)进行共混,经过降温沉淀、抽滤洗涤及真空干燥等过程制备了一系列不同含量的聚丙烯/碱式硫酸镁晶须(PP/MOSw)复合材料。通过水平燃烧试验、锥形量热等测试手段考察了PP/MOSw复合材料的阻燃性能,结果表明,MOSw的加入对PP树脂有良好的阻燃效果。随着MOSw添加量的增大,其阻燃效果呈先升高后降低的趋势,添加量为10%时阻燃效果最好。此外,通过热重、残炭照片分析以及Raman光谱等手段研究了MOSw阻燃PP基体的机理,结果表明,MOSw的加入不仅提高了PP的热稳定性,同时使燃烧残炭层更加完整,从而表现出更好的阻燃性能。     

凹凸棒对聚丙烯/聚磷酸铵/季戊四醇复合材料阻燃性能及力学性能的影响

以聚丙烯为基体,多聚磷酸铵(APP)/季戊四醇(PER)/凹凸棒(ATP)为复配阻燃剂(其中APP/PER质量比为3:1),通过熔融共混的方法制备聚丙烯复合材料.采用透射电子显微镜(TEM)考察原土ATP的微观形貌和PP/APP/PER/ATP复合材料的阻燃性能及力学性能.实验结果表明:ATP与APP/PER对PP有协同阻燃作用.当ATP质量含量为2%,复配阻燃剂APP/PER/ATP总量为26%时,PP/APP/PER/ATP复合材料的氧指数为32%,拉伸强度比纯PP提高4.3%,冲击强度比纯PP也提高15.2%.     

焦磷酸三聚氰胺/季戊四醇对聚丙烯的阻燃作用机理研究

采用熔融共混法制备了聚丙烯/焦磷酸三聚氰胺/季戊四醇(PP/MPP/PER)复合材料,研究了MPP/PER对PP阻燃性能的影响,并通过热重分析(TGA)和红外光谱(FTIR)对其阻燃机理进行了探究。结果表明:MPP/PER对PP具有良好的阻燃作用。当MPP/PER用量为25%、且其质量比为3:1时,阻燃PP的极限氧指数(LOI)达到29.0%;平均热释放速率(AHRR)、热释放速率峰值(PHRR)、总热释放量(THR)和最大比消光面积(PSEA)较纯PP明显下降。MPP/PER对PP的阻燃机理为:当基体受热燃烧时,MPP与PER发生脱水酯化、交联成炭反应,并在NH3作用下发泡膨胀,形成均匀多孔的膨胀炭层,覆盖在PP基体表面,阻隔氧气、可燃气体和热量的传输;同时,体系释放出NH3和水蒸气等不燃性气体,稀释了可燃性挥发物的浓度,有效地抑制了燃烧。     

一种磷-氮阻燃剂的合成及其在聚丙烯中的应用

采用高温高压溶液聚合法合成了一种新型磷-氮阻燃剂N-对苯二甲酸-N'-(N-亚磷酸-乙二胺)-乙二胺(IFR)。将制得的阻燃剂与聚磷酸铵(APP)进行复配,并与聚丙烯(PP)进行共混,制备了阻燃PP复合物。通过极限氧指数(LOI)测定、垂直燃烧实验(UL94)、热重分析(TG)测试对复合材料的阻燃性能和热稳定性进行了表征,并借助扫描电子显微镜(SEM)表征了残炭表面形态。结果表明,当添加9%IFR和21%APP时,PP/IFR/APP体系的极限氧指数达到最大,为28.8%,并通过了UL94 V-0级。在该比例下燃烧所形成的炭层呈现出膨胀的连续结构,可以很好覆盖于材料表面形成阻隔效果。这表明该阻燃剂与APP复配对PP具有良好的阻燃作用。