分子筛对聚丙烯膨胀型阻燃体系热降解行为的研究

研究了分析筛（Zeolite 4A、13X、Mordenite、ZSM－5）在聚磷酸铵／季戊四醇（APP／PER）膨胀阻燃剂中的热降解行为。TG研究表明，APP／PER体系加入分子筛后，体系的热失重速率峰值降低，热失重速率峰发生了位移。将APP／PER－Zeolite作用于PP形成的膨胀阻燃体系，PP参与了成炭，500℃后残炭量显著增加，高于550℃时残炭稳定。实验证实了在高温下，分子筛可作为膨胀阻燃体系的催化剂，能促进体系交联和成炭，可使体系的阻燃行为得到改善，其中4A分子筛对PP的协同作用最大，LOI达37％，比纯PP提高了9个单位。     

新型膨胀型阻燃聚乙烯体系

合成了一种用于聚乙烯阻燃的新型膨胀型阻燃剂，并进行表征。通过LOI、UL-94和TGA研完了该阻燃体系在金属络合物催化作用下的阻燃和热稳定性。研究表明金属络合物可以显著提高该体系的阻燃性，它主要起自由基抑制和提高成炭作用。该阻燃体系最高氧指数为29．8，UL-94为V-0级。     

三氧化二镍协同膨胀阻燃聚丙烯的热降解机理

以三氧化二镍(Ni2O3)为阻燃协效剂,采用聚磷酸铵(APP)和双季戊四醇(DPER)复配阻燃剂,制备了具有良好阻燃性能的膨胀阻燃聚丙烯。氧指数(LOI)、垂直燃烧测试(UL-94)表明,添加1%(质量分数,下同)Ni2O3,膨胀阻燃体系LOI达到28.2%,UL-94测试通过V-0级;热失重(TGA)、X射线光电子能谱(XPS)及X射线衍射分析(XRD)表明,Ni2O3使聚磷酸铵热失重速率明显降低,高温残余量显著提高;高温时,Ni2O3分解为NiO,与APP分解产生的多聚磷酸发生化学反应,形成稳定的偏磷酸镍盐,提高了多聚磷酸的热稳定性。研究表明,NiO阻止多聚磷酸分解产生P2O5的过程,使更多的多聚磷酸参与酯化反应,促进体系燃烧成炭,从而形成更加致密的膨胀炭层,提高了材料的阻燃性能。     

三氧化二镍协同膨胀阻燃聚丙烯的热降解机理EI北大核心CSCD

以三氧化二镍(Ni2O3)为阻燃协效剂,采用聚磷酸铵(APP)和双季戊四醇(DPER)复配阻燃剂,制备了具有良好阻燃性能的膨胀阻燃聚丙烯。氧指数(LOI)、垂直燃烧测试(UL-94)表明,添加1%(质量分数,下同)Ni2O3,膨胀阻燃体系LOI达到28.2%,UL-94测试通过V-0级;热失重(TGA)、X射线光电子能谱(XPS)及X射线衍射分析(XRD)表明,Ni2O3使聚磷酸铵热失重速率明显降低,高温残余量显著提高;高温时,Ni2O3分解为NiO,与APP分解产生的多聚磷酸发生化学反应,形成稳定的偏磷酸镍盐,提高了多聚磷酸的热稳定性。研究表明,NiO阻止多聚磷酸分解产生P2O5的过程,使更多的多聚磷酸参与酯化反应,促进体系燃烧成炭,从而形成更加致密的膨胀炭层,提高了材料的阻燃性能。     

三聚氰胺聚磷酸盐对玻纤增强PA66的膨胀阻燃作用

采用自制的新型膨胀型阻燃剂三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)对玻纤增强的PA66进行了阻燃，利用氧指数(LOI)、垂直燃烧(UL-94)评价了其阻燃作用，发现MPP单独使用就有良好的阻燃效果，添加25％时，阻燃材料的LOI为38．O％，能通过UL94V-O级试验，燃烧过程中能观察到明显的膨胀成炭现象。并利用TGA、XPS、SEM等对成炭现象进行了进一步研究，探讨了MPP阻燃玻纤增强PA66的阻燃机理。     

含硅阻燃剂与膨胀型阻燃剂的协同阻燃性

采用测量极限氧指数(LOI)和锥形量热仪动态燃烧两种方法评价了含硅阻燃剂(SFR-H)与高聚磷酸铵/三聚氰胺氰尿酸盐(APP/MCA)膨胀阻燃体系在聚乙烯基体中的协同阻燃性,并通过红外光谱(FT-IR)、X射线衍射(WAXD)和扫描电镜(SEM)分析炭层结构和成分来研究其协同阻燃机理。研究表明,SFR-H/APP/MCA协同阻燃体系可明显提高聚乙烯的LOI值和降低燃烧热释放速率,具有较好的协同阻燃性,两者在燃烧过程中一起热氧化分解,形成陶瓷状含硅、硼、磷元素的化合物,对表面膨胀炭层起着增强作用,同时也提高了膨胀炭层的热氧稳定性和阻隔性能,从而提高了阻燃效果。     

PVC及其阻燃体系LOI值随温度变化的规律

研究了PVC及其阻燃体系的LOI值随温度变化的规律,并从热分解动力学及热释放角度分析了影响这种规律的原因。实验结果发现虽然PVC Cu2O体系的常温氧指数明显高于PVC MoO3体系,但在高温下后者的LOI值反而超出前者。这表明在实际火灾发生时,MoO3的阻燃作用可能要优于Cu2O。     

超细氢氧化镁对涂料阻燃抑烟性能研究

防火涂料是一种既有装饰功能又有阻燃功能的功能性涂料。采用聚磷酸铵/三聚氰胺/季戊四醇所组成的膨胀型阻燃剂与超细氢氧化镁构成复合阻燃体系。利用极限氧指数(LOI)、锥形量热仪评价超细氢氧化镁对阻燃涂料阻燃和抑烟性能的影响。研究结果表明,超细氢氧化镁粉体添加于涂料中起到了良好的阻燃抑烟作用。     

聚磷酸三聚氰胺（MPP）对PBT弹性体的膨胀阻燃作用

采用自制的MPP与季戊四醇复配后，成功地实现了对以RPBT为基的聚酯弹性体的无卤阻燃。添加30％的阻燃荆时，使PBT弹性体的LOI由18．5％提高到27.1％，并达到UL94V-0阻燃级。阻燃效果优于传统的以APP为基的阻燃体系。阻燃后，材料的力学性能中除拉伸强度下降了11．4％外，其他性能都没有恶化。采用扫描电子显微镜（SEM）研究了残炭的结构，发现MPP是以膨胀成炭阻燃机制发挥阻燃作用的。     

二氧化铈对环氧树脂膨胀阻燃材料的协效阻燃作用EI北大核心CSCD

研究了二氧化铈(CeO_2)对环氧树脂膨胀阻燃材料的阻燃成炭协效作用。研究表明,二氧化铈能提高环氧树脂膨胀阻燃材料的极限氧指数,二氧化铈添加量为1%时体系阻燃性能最佳,极限氧指数从26.3%提高到28.8%。二氧化铈还能降低环氧树脂膨胀阻燃材料的初始分解温度,提高体系的高温热稳定性和成炭性能。在体系中引入二氧化铈后,将高温后残炭通过扫描电镜表征其微观结构,证明体系生成了更多的连续致密的炭层结构。拉曼光谱分析的检测结果也证明加入二氧化铈后,复合材料体系在高温煅烧后残留的炭层具有更低的ID/IG值,石墨化程度更高,炭层结构致密规整。因此适量地加入二氧化铈可以提高环氧树脂膨胀阻燃材料的阻燃性能,促进生成更加致密稳定的炭层。     

SiO2和Al2O3对PP/APP/PER膨胀阻燃体系的协同作用

聚丙烯／聚磷酸铵／季戊四醇(PP／APP／PER)是一典型的无卤膨胀体系,文中结合氧指数(LOI)及热失重分析(TGA)实验配合锥形量热仪(CONE)研究了SiO2和Al2O3对该膨胀体系阻燃、抑烟的协同作用。与文献[1]的比较表明,不具有分子筛笼形结构的SiO2或Al2O3同样也具有促进PP／APP／PER体系凝缩相快速成灰、稳定炭层、降低热释放及烟释放的作用;说明硅铝酸盐的物理结构不是影响膨胀阻燃协同作用的主要因素。     

聚磷酸铵型膨胀阻燃剂对聚丙烯的阻燃作用

在改性聚磷酸铵中加入聚己内酰胺（ＰＡ６）,可显著提高由它们组成的膨胀型阻燃剂（ＩＦＲ）对聚丙烯（ＰＰ）的阻燃作用,ＰＡ６在其中主要起成炭剂的作用。热重分析表明,当ＩＦＲ－ＰＰ受热燃烧时,ＩＦＲ参与了ＰＰ的成热分解反应并促使部分碳化,元素分析和红外光谱结果表明,ＩＦＲ－ＰＰ受热燃烧时磷主要积聚在燃烧端面并以磷酸及其相应的铵盐存在,它们的形成与ＩＦＲ受热燃烧时的一系列变化有关,并有助于焦化物的进一步炭     

磷钼酸盐中金属离子对聚丙烯阻燃效率的提升

多金属氧酸盐是一类新型催化剂, 在很多领域表现出良好的应用价值。改变多金属氧酸盐的金属离子类型可以调节其性能。本研究将磷钼酸(PMA)阴离子与三种不同的金属(镍(Ni)、钠(Na)、锌(Zn))离子反应形成磷钼酸盐(PMos), 将其作为催化剂提升膨胀阻燃聚丙烯(PP)的阻燃效率。结果表明, 单独添加膨胀阻燃剂(IFR)时, 添加量达到25wt%才能使PP复合材料的阻燃等级达到UL-94 V0级别, 然而在PP/IFR中添加0.5wt%的磷钼酸钠(NaPMo)或磷钼酸锌(ZnPMo)后, 仅需添加14.5wt%IFR即可使PP复合材料达到UL-94 V0级别, 而同样的配方下, 磷钼酸镍(NiPMo)只能使PP复合材料达到UL-94 V1级别。不同的金属离子在PP/IFR中具有不同的催化活性, 其中NaPMo和ZnPMo与IFR的匹配性较好, NiPMo较差。PMos通过促进IFR反应, 缓和燃烧过程的热释放速率, 并且形成阻隔作用更优良的炭层, 提高PP与IFR的匹配性, 进而提高了其在UL-94测试中的阻燃效率。     

无卤阻燃PES热熔胶的制备与阻燃性能

以聚磷酸铵(APP)、季戊四醇(PER)和三聚氰胺(MEL)组成的膨胀阻燃体系(IFR)作为阻燃剂,以4A分子筛作为协效剂,制备了无卤阻燃共聚酯(PES)热熔胶。研究了IFR对PES阻燃性能的影响及4A分子筛的协效作用。结果表明,少量4A分子筛可促进IFR的阻燃作用。IFR添加量为30%时,阻燃PES氧指数达30.7%,垂直燃烧达V-0级,最大热释放速率大幅降低;加入3%的4A分子筛,氧指数达35.1%。热重分析(TG)、扫描电镜(SEM)及X射线光电子能谱(XPS)结果表明,少量4A分子筛可催化IFR酯化反应,促进体系形成致密炭层,高温时4A分子筛分解并参与成炭反应,稳定炭层。     

阻燃剂协同复配对热固性酚醛树脂阻燃性能的影响

通过阻燃剂氢氧化镁(MH)、三水氢氧化铝(ATH)、膨胀型阻燃剂(IFR)、硼酸锌(ZB)等以单一或协同复配的形式对酚醛树脂体系阻燃性能的影响进行了研究。利用差热分析(DTA)对体系的曲线形貌、放热量等热行为进行研究,并对体系的氧指数、垂直燃烧等级及产烟率等燃烧性能进行了测定。结果表明,燃烧放出热量最小的体系为MH/ATH/IFR/ZB/PF,较纯酚醛树脂体系降低了65%,氧指数最大的体系为MH/ATH/IFR/ZB/PF,数值为93.4,较纯酚醛树脂体系的氧指数43.6提高了1.2倍。添加阻燃剂后,体系的垂直燃烧等级由UL94V-1级均提高至UL94V-0级,产烟率最低的体系为MH/ATH/PF,数值为72%。     

三聚氰胺磷酸盐和季戊四醇在EVA中的阻燃研究

研究了三聚氰胺磷酸盐(M P)和季戊四醇(PER)作为膨胀型阻燃剂(IFR)在乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)中的阻燃作用。采用氧指数法和垂直燃烧法研究了M P和PER不同配比对EVA阻燃效果的影响。实验结果表明,M P和PER的配比不同对体系的阻燃有很大影响。在M P和PER总添加量为50%时,M P/PER质量比为2∶1时显示出最好的阻燃效果,阻燃EVA体系氧指数最高,垂直燃烧达到V-0级。采用热分析研究了膨胀型阻燃EVA体系的热分解特性,以及采用激光拉曼光谱等手段对材料燃烧后形成的膨胀炭层进行了表征。     

金属化合物在PP膨胀阻燃体系中的研究

探讨了几种金属化合物对PP膨胀阻燃体系的影响,通过锥形量热仪分析了体系的阻燃性,SEM观察燃烧后材料的成炭情况。结果表明,ZB、ZEO、MgO能起到协效作用,成炭较好,而CuCl不但不能起到协效作用反而破坏了炭层的质量,呈对抗性。     

阻燃型木塑复合材料热解燃烧特性及产物研究

以改性天然碳水化合物结合碱式硫酸镁晶须(MHSH)混杂纤维为协效剂,结合膨胀阻燃剂(IFR)制备了阻燃型聚丁二酸丁二醇酯(PBS)木纤维复合材料。利用极限氧指数和垂直燃烧测试研究了复合材料的阻燃性能,并采用TG/DTA-MS对复合材料的热解过程、吸放热量和热解燃烧气体产物进行了分析。结果表明,5%的木薯渣作为碳源代替PBS提高了材料的阻燃性能。IFR/木薯渣/MHSH阻燃剂能够有效提高PBS的燃烧初始温度,并缩小燃烧温度范围。阻燃材料燃烧时,首先是IFR受热分解产生不可燃气体氨气在材料表层形成第一层阻燃保护层;其次,材料迅速燃烧产生的炭层形成第二层阻燃保护层;最后,在高温段MHSH分解形成第三层协效阻燃保护层。因此,最终形成了由外层不可燃气体氨气和内层天然碳水化合物MHSH膨胀炭层构成的气-固阻燃屏障,从而有效地提高了复合材料的阻燃性能。     

淀粉对聚乙烯膨胀阻燃体系降解和阻燃的影响

以淀粉作为膨胀阻燃体系中的成炭剂,聚代或部分代取了膨胀型阻燃剂中的季戊四醇,研究了淀粉对膨胀阻燃剂及其与线性低密度聚乙烯膨胀体系的热降解行为和阻燃性。研究表明,聚磷酸铵可明显地改变淀粉的热降解行为促进成炭;尽管淀粉可提高ＩＦＲ的成炭量和膨胀体系的膨胀倍数,但它却在一定程度上降低了ＬＬＤＰＥ的膨胀体系的阻燃性,也即是降低了极限氧指数和提高了热释放速率峰值,而用淀粉部分取代ＰＥＲ,对其阻燃性很小,可用     

一种膨胀阻燃PP体系及其燃烧性能

制备了一种阻燃聚丙烯/膨胀阻燃剂(IFR)/蒙脱土(MMT)膨胀阻燃体系,研究了不同阻燃组分含量对体系阻燃性能的影响。结果表明,阻燃剂总添加量为30%,其中的成炭剂和聚磷酸铵(APP)的配比为1∶2时,体系的极限氧指数为29%,垂直燃烧试验(UL-94)达到V-2级;而在上述体系中添加0.5%的MMT时,体系的LOI提高到31%,垂直燃烧试验(UL-94)通过V-0级,表现出较好的协同阻燃效果。采用扫描电境(SEM)和红外光谱(FT-IR)对体系的固相残炭进行了观察和分析,探讨了可能的阻燃机理。