CONE法研究玉米秸秆木质素对环氧树脂的阻燃作用

采用CONE(锥形量热仪)法评价了玉米秸秆木质素对环氧树脂的阻燃性能。结果表明,当热辐射功率为50k W·m-2时,与未改性的环氧树脂固化物相比,木质素的添加有利于环氧树脂燃烧成炭,缩短有焰燃烧的时间;热释放速率前期有所降低,后期稍有提高;总热释放量在燃烧后期稍有增加,总烟释放量变化不大,有效燃烧热值有所降低。木质素的加入降低了环氧树脂热解产生可燃物的速度,使其质量损失减小。添加木质素有助于提高环氧树脂的阻燃性能。     

焦磷酸哌嗪协同次磷酸铝阻燃聚丙烯复合材料性能

为提高聚丙烯(PP)的阻燃性能,以焦磷酸哌嗪(PAPP)和次磷酸铝(AHP)为原料,通过熔融挤出的方式制备了不同质量比的PP复合材料,采用极限氧指数(LOI)、UL94垂直燃烧、热重分析(TG-DTG)、锥形量热(CONE)和扫描电子显微镜(SEM)等测试手段对PP复合材料热稳定性及阻燃抑烟性能进行分析,研究PAPP和AHP不同配比对阻燃性能的影响。结果表明,PAPP和AHP膨胀阻燃剂的加入大幅提升了PP复合材料的阻燃抑烟性能,当PAPP和AHP质量比为4∶1,总添加量为25%时,PP复合材料LOI达到31.5%,通过UL94垂直燃烧V-0级,800℃残炭率为23.16%,说明PAPP和AHP两者发挥了较好的协同阻燃作用。此外,其热释放速率(HRR)、总热释放量(THR)、烟释放速率(SPR)和总烟释放量(TSP)都得到大幅降低,SEM结果表明阻燃成分在PP复合材料表面形成了连续、致密的膨胀炭层,提升了材料的阻燃和抑烟性能。     

CONE法研究聚磷酸铵和硼酸对环氧树脂复合材料的阻燃作用

采用锥形量热法研究了聚磷酸铵(APP)、硼酸及由这两者组成的复配阻燃剂对环氧树脂(EP)复合材料燃烧性能的影响.结果表明:APP可使EP复合材料燃烧时的热释放量和烟释放量大大降低,到495s时累积热释放量为27.3MJ/m2,烟产生速率为2243m2/m2,与未阻燃EP复合材料相比分别下降了37%和49%,阻燃抑烟效果显著;硼酸推迟EP复合材料热解时间,延缓了烟尘和有毒气体的释放;APP与硼酸之间存在着协同阻燃作用,APP在燃烧前期催化EP成炭,硼酸降低燃烧后期的累积热释放量.     

无卤阻燃PP材料的火灾危险性分析

利用氧指数、热重分析等测试方法对无卤阻燃聚丙烯(PP)的阻燃性能、热降解行为及火灾危险性进行了系统分析。结果表明:当添加无卤阻燃剂质量分数为20%时,PP垂直燃烧(UL-94)达到V-0级,极限氧指数达到33.2%,同时热降解过程发生滞后现象,热稳定性提高;无卤阻燃PP在燃烧过程中可以有效地降低体系热释放速率、烟释放速率和总烟释放。     

膨胀阻燃EVA的阻燃性能及机理研究

研究了由三嗪类齐聚物碳源(CA)和聚磷酸铵(APP)以质量比为1∶3复配组成的膨胀型阻燃剂(IFR)在乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)中的阻燃作用,采用了氧指数、垂直燃烧和锥形量热法研究了IFR不同添加量对EVA阻燃效果的影响,并通过理论-实际热重分析、成炭分析等手段对IFR的阻燃机理进行分析推测。发现IFR对EVA有着良好的阻燃效果,当IFR总添加量为40%时,材料氧指数为43%,垂直燃烧可达到UL94 V-0级,热释放峰值(PHRR)由纯EVA的517 kW/m~2降低至83 kW/m~2,烟释放峰值(PSPR)由纯EVA的0.059 m~2/s降低为0.013m~2/s,平均质量损失速率(AMLR)相比纯EVA的0.048 g/s降低至0.011 g/s。通过对IFR的阻燃机理分析推测知,CA和APP在燃烧过程中相互反应生成了更加耐高温的结构,该结构在NH3的吹胀作用下形成膨胀炭层,膨胀炭层具有良好的隔热隔氧效果,从而使材料具有优良的阻燃性能。     

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。     

Ni-MOF与焦磷酸哌嗪对环氧树脂的协同阻燃及抑烟

将含镍金属有机框架材料（Ni-MOF）与焦磷酸哌嗪（PPAP）复配后添加到环氧树脂（EP）中,通过极限氧指数（LOI）、垂直燃烧（UL 94）及锥形量热（CONE）测试研究了材料的阻燃性能及烟释放行为。结果表明,添加6%（质量分数,下同）的PPAP时,材料的LOI值为27.9%,垂直燃烧测试通过了UL 94 V-0级;当PPAP与Ni-MOF以质量比99∶1混合,总添加量为5%时,材料的LOI值达到29.3%并通过了UL 94 V-0级;极少量Ni-MOF的加入,有效提高了材料的阻燃效率。CONE测试表明,在相同阻燃剂添加量下,EP/PPAP/Ni-MOF材料的热释放速率、总热释放量、烟释放速率及总烟释放量,与EP/PPAP材料相比均得到了明显降低;Ni-MOF的引入,降低了材料的燃烧强度,减少了烟气的释放;Ni离子与PPAP受热分解形成的磷酸及多聚磷酸发生交联,将更多的磷留在了凝聚相中,促进了材料形成更加丰富、强度更高的炭层,有效抑制EP燃烧过程中热量和烟气的释放,从而提高了EP材料的火安全性能。     

六苯氧基环三磷腈对PC/ABS合金的阻燃作用

通过极限氧指数测定(LOI)、垂直燃烧试验和锥型量热分析研究了六苯氧基环三磷腈(HPTCP)对聚碳酸酯/丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物(PC/ABS)合金的阻燃作用。结果表明:HPTCP对PC/ABS具有良好的阻燃效果。当添加量为15%时,阻燃PC/ABS的LOI为25.0%,阻燃等级达FV-0,并且与未阻燃PC/ABS相比,燃烧时的热释放速率、总热释放量、最高热释放速率、平均热释放速率,平均有效燃烧热和质量损失明显降低;热重分析表明,HPTCP对PC/ABS合金的热稳定性影响较小。热重和残余物分析结果表明,HPTCP主要是通过凝聚相产生阻燃作用,HPTCP的添加可有效抑制PC/ABS的分解,促进它成炭,形成膨胀性炭层,该炭层通过隔热、隔氧及阻止PC/ABS分解产物的挥发而产生阻燃作用。     

苯基改性聚氨基环三磷腈对环氧树脂固化物的阻燃作用

通过锥形量热分析研究了苯基改性聚氨基环三磷腈(BPHACTPA)对酚醛胺固化环氧树脂(E-44/NX-2003)的阻燃作用,结果表明BPHACTPA对E-44/NX-2003有明显的阻燃作用,添加质量分数30%的BPHACTPA,E-44/NX-2003的总热释放量、最大热释放速率、平均热释放速率、平均有效燃烧热和平均质量损失速率分别降低了30.5%、56.9%、53.2%、22.1%和16.6%,达到热释放速率峰值所需时间和完全燃烧时间分别从83s和240s增加到了135s和330s。锥形量热实验的残余物分析表明,BPHACTPA主要是通过促进E-44/NX-2003炭化,并在CO2、N2和NH3等惰性气体的发泡作用下形成膨胀性炭层而产生阻燃作用。     

磷-氮-锡膨胀阻燃剂阻燃聚丙烯的性能研究

在三嗪成炭剂和聚磷酸铵复配基础上,添加少量羟基锡酸锌(ZHS)作为协效剂,复配成磷-氮-锡(P-N-Sn)膨胀阻燃剂,通过热重分析(TG)、极限氧指数(LOI)、UL94测试、锥形量热仪以及扫描电镜(SEM)等测试手段,研究不同质量分数的P-N-Sn体系对PP复合材料阻燃抑烟性能及炭层结构的影响。实验结果表明,三嗪成炭剂-聚磷酸铵(TCA-APP)质量分数为26%时,阻燃PP复合材料在800℃时的残炭率提高了8.54%,最大热失重速率(MMLR)降低了44%,LOI由纯PP的18.8%提升至27.2%,UL94垂直燃烧等级达到V-0级,峰值热释放速率(pHRR)由599.79 kW/m²降至277.40 kW/m²,热释放总量(THR)由141.23 MJ/m²降至133.68 MJ/m²;ZHS的加入提升了P-N-Sn体系的阻燃和抑烟性能,添加0.5%的ZHS,残炭率提升至13.15%,SEM显示材料表面形成了致密的炭层,LOI达到32%,同时抑烟性能也得到了体现,热释放速率和总热释放量进一步降低...     

碱式碳酸镁基复合阻燃剂的制备及其阻燃性能研究

采用硅烷表面处理的碱式碳酸镁纳米片和氢氧化镁以及氢氧化铝为复合阻燃剂,通过密炼模压法制备了一系列复配阻燃剂协效阻燃EVA的复合材料。利用拉伸性能测试仪、熔融指数仪、垂直燃烧测试仪和锥形量热仪分别测试了复合材料的力学性能、加工流动性能和阻燃性能,利用热重分析仪测试了复配阻燃剂的热分解行为。结果表明,复配阻燃剂以适当比例协效阻燃EVA在更宽的燃烧温度范围内发生分解,能够起到更好的阻燃效果。并且复配阻燃剂/EVA复合材料的热释放速率和烟释放率大幅度降低,分别为181.06 kW/m²和0.032 m²/s。另外,复配阻燃剂/EVA复合材料的拉伸强度达到9.73 MPa,断裂伸长率为155.07%,每10 min熔融指数为1.00 g,符合电线电缆行业标准。     

GMA改性磷酸腺苷的制备及其对棉织物的阻燃整理

为了提高磷酸腺苷单体在棉织物上的接枝改性程度及其阻燃效果,采用甲基丙烯酸缩水甘油酯（GMA）对一磷酸腺苷（AMP）、二磷酸腺苷（ADP）、三磷酸腺苷（ATP）进行改性,制得三种带有不饱和双键的阻燃单体AMP-m-GMA、ADP-m-GMA、ATP-m-GMA;然后通过紫外光接枝法将三种阻燃单体分别接枝到棉织物上,制备光接枝AMP-m-GMA、ADP-m-GMA和ATP-m-GMA阻燃棉织物;对三种阻燃单体进行了结构表征和热稳定性分析,并探究了三种阻燃单体光接枝阻燃棉织物的热稳定性、阻燃性能、燃烧行为和残炭结构。结果表明,三种磷酸腺苷通过GMA环氧基开环引入不饱和双键,且具有良好的热稳定性。相比于原棉织物,三种阻燃棉织物的最大热降解速率分别降低了60.0%、52.0%、60.0%,极限氧指数由16.1%分别提升到25.4%、27.4%、26.4%,织物热释放速率分别下降了15.09%、60.47%、37.82%,说明三种磷酸腺苷阻燃单体均有助于棉织物形成致密炭层,阻止热量扩散,获得良好的阻燃效果。其中,光接枝ADP-m-GMA阻燃棉织物的增重率可达22.4%,燃烧后损毁长度由30 cm缩短至14.2 cm,表现出更优异的阻燃性能。     

无机添加型阻燃剂对聚氨酯阻燃涂料性能的影响

通过正交实验和单因素实验,以涂膜的耐燃时间为依据,确定了制备聚氨酯阻燃涂料时,MDI和DL2000的最佳用量,适当的反应时间和反应温度,以及阻燃剂氢氧化镁和氢氧化吕的最佳添加量。对涂膜进行了扫描电镜和热重分析,对比检测了未添加阻燃剂的涂料和添加阻燃剂的涂料的各方面性能。结果表明,添加阻燃剂的聚氨酯阻燃涂料的热稳定性能良好,耐燃时间高,涂膜具有较高的机械强度、良好的附着力和耐水、耐酸碱性能。     

硼-铝在膨胀型阻燃聚丙烯中的协同作用

通过热分析和锥形量热研究了硼-铝在膨胀型阻燃聚丙烯（PP）中的协同作用。热分析显示膨胀型阻燃剂KDIFR中,引入铝元素,由于催化脱水促进降解的作用,使剩碳率降低至14.6 %;引入硼元素,由于促进可燃小分子的生成,催化降解,也使剩碳率降低至5.9 %;硼铝共存时二者之间的协同作用可以降低在高温区的降解速率,提高剩碳率至19.7 %。PP/KDIFR的锥形量热表明,铝元素增大了热释放速率、释热总量、CO、CO₂和烟释放量;硼元素燃烧前期能减少热释放速率、释热总量、CO和CO₂释放量,有明显的抑烟作用,使阻燃效果略有提高。硼铝共存显著降低热释放速率、释热总量、CO、CO₂和烟释放量,大大提高了阻燃效果。     

螺环磷酰咪唑酯对棉布阻燃性能和力学性能的影响

采用自制膨胀型阻燃剂螺环磷酰咪唑酯通过浸轧方法对纯棉布进行阻燃整理,考察了阻燃剂、助剂的比例以及焙烘温度对整理棉布的极限氧指数(LOI)的影响。从中选取LOI值超过28%的阻燃棉布共8组,进行垂直燃烧和拉伸性能测试,进一步确定较优的阻燃整理工艺。结果发现,较优的阻燃整理条件为:整理液中w(阻燃剂)=30%,w(催化剂)=1.5%,w(交联剂)=1%,焙烘温度为150℃时,阻燃棉布的LOI值达到33.96%,阻燃等级达到B1级,拉伸性能测得断裂强力为312.50 N;对该条件下阻燃整理的棉布进行热重分析,结果表明,棉布的初始热分解温度提前了100℃,最大热分解速度降低,600℃下的残留量由几乎烧尽提高到30%。说明螺环磷酰咪唑酯阻燃体系对棉布具有很好的阻燃作用。     

用锥形量热仪研究无卤阻燃HDPE体系的燃烧性

在35kW／m^2热辐照条件下,利用锥形量热仪研究了膨胀型阻燃剂／Mg(OH)2阻燃高密度聚乙烯(HDPE)体系的燃烧性。结果表明：膨胀型阻燃剂／Mg(OH)2能明显降低HDPE的热释放速率、总热释放量、最大生烟速率及总烟释放量。与膨胀型阻燃剂单独使用相比,Mg(OH)2与膨胀型阻燃剂复合使用的阻燃效果明显,总烟释放量减少了38％,总热释放量减少了10％,达到了低发炯、高效阻燃的目的。     

Synthesis of FePP@MoS2@Ni-MOF composites for improving thermal and flame retardant safety properties of polyurea

Polyurea (PUA) is widely used as a coating in construction, tunnels, bridges, and other fields because of its excellent performance. However, its combustion emits toxic gases and smoke, hindering escape and posing potential fatality risks. Enhancing the flame retardancy of PUA is crucial for safety and expanding its applications. The synthesis of two-dimensional FePP nanosheets was reported in this paper, employing the solvothermal method, followed by the sequential growth of MoS₂ and Ni-MOF to establish a multilayer composite structure. The elemental composition and morphology of the synthesized FePP@MoS₂@Ni-MOF flame retardants were characterized and analyzed. The flame retardant properties of polyurea composites with varying amounts of FePP@MoS₂@Ni-MOF were investigated using Cone calorimeter tests. The results showed that the prepared flame retardant had good thermal stability and significantly improved fire safety properties. The PUA/FePP@MoS₂@Ni-MOF 3.0 composite exhibited notable improvements compared to pure PUA. Specifically, the peak heat release rate, total heat release rate and peak smoke production rate were reduced by 39.76%, 29.33% and 17.86%, respectively, while total smoke production and total CO production (COP) were reduced by 21.30% and 54.47%. This study provides new insights and experimental basis for the technological development of novel flame retardant coating materials.     

Effect of zinc oxide on properties of phenolic foams/halogen‐free flame retardant system

A halogen‐free flame retardant system consisting of ammonium polyphosphate (APP) as an acid source, blowing agent, pentaerythritol (PER) as a carbonific agent and zinc oxide (ZnO) as a synergistic agent, was used in this work to enhance flame retardancy of phenolic foams. ZnO was incorporated into flame retardant formulation at different concentrations to investigate the flammability of flame retardant composite phenolic foams (FRCPFs). The synergistic effects of ZnO on FRCPFs were evaluated by limited oxygen index (LOI), thermogravimetric analysis (TGA), cone calorimeter tests, and images of residues. Results showed that the flame retardant significantly increased the LOI of FRCPFs. Compared with PF, heat release rate (HRR), total heat release (THR), effective heat of combustion (EHC), production or yield of carbon monoxide (COP or COY) and Oxygen consumption (O₂C) of FRCPFs all remarkably decreased. However specific extinction area (SEA) and total smoke release (TSR) significantly increased, which agreed with the gas‐phase flame retardancy mechanism of the flame retardant system. The results indicated that FRCPFs have excellent fire‐retardant performance and less smoke release. And the bending and compression strength were decreased gradually with the increase of ZnO. The comprehensive properties of FRCPFs were better when the amount of ZnO was 1～1.5%. © 2015 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2015 , 132, 42730.     

新型含磷阻燃剂的制备及性能

以双三羟甲基丙烷为原料合成一种新型含磷阻燃剂,该阻燃剂分子量较大,具有稳定的环状结构,热稳定性高于常用阻燃剂,阻燃效果好。探讨了原料配比、反应温度、反应时间对产率的影响,考察了目标产物的热稳定性能及其对不同织物的阻燃效果,用傅里叶变换红外光谱仪表征了中间体及目标产物的结构。结果表明,当原料配比为1∶3时,磷化温度为50℃,磷化时间5h,胺化温度为75℃时,反应效果较好,收率可达90%以上。目标产物对于锦纶的阻燃效果比较明显,对涤纶、棉有一定的阻燃效果,对于混纺、腈纶阻燃效果不明显。     

阻燃剂对热固性酚醛树脂阻燃性能影响的研究

通过氧指数、垂直燃烧等级及产烟率测定研究了氢氧化铝(ATH)、氢氧化镁(MH)、膨胀石墨(EG)、膨胀型阻燃剂(IFR)等以单一或协同复配的形式对酚醛树脂(PF)体系阻燃性能的影响,并采用差热分析(DTA)对体系的微观热行为进行了研究。结果表明,放热量最小的体系为ATH/MH/EG/PF,ATH/MH/EG/IFR/PF体系的氧指数最大,达到96。ATH/MH/PF体系的产烟率最低(72%)。添加阻燃剂后,体系的垂直燃烧等级可提高到UL94V-0级。