木粉包覆及其对阻燃木塑复合材料的研究

首先对木粉进行了密胺包覆改性,并采用红外光谱、扫描电镜和热重等手段对包覆木粉进行了结构表征,结果表明木粉被成功包覆。其次将包覆后的木粉添加到聚乙烯中制备成无卤阻燃木塑复合材料,并讨论了不同条件对木塑复合材料阻燃和力学性能的影响。结果表明当木塑比为1.6∶1(质量比),复配阻燃剂配比氢氧化镁∶氢氧化铝∶红磷=2∶1∶1时,此时拉伸强度为9.84MPa,断裂伸长率为3.01%,冲击强度达到2.54kJ/m2,氧指数为30.5。     

纳米改性氢氧化铝与包覆红磷协效阻燃PBT的研究

以纳米改性氢氧化铝(CG-ATH)与包覆红磷(RP)为无卤阻燃剂,研究其对聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)的阻燃性能和力学性能的影响。首先探讨了包覆红磷的添加量对PBT阻燃性能和力学性能的影响,然后固定包覆红磷用量,考察纳米CG-ATH的添加量对PBT/RP复合体系的阻燃性能和力学性能的影响。实验结果表明,纳米CG-ATH和包覆红磷能协效阻燃PBT复合体系,在包覆红磷添加量为10phr,纳米CG-ATH为20 phr时,PBT复合材料的氧指数从21%提高到30%,达到V-0级;复合材料的拉伸强度为57.0 M Pa,冲击强度为3.03 kJ/m2,断裂伸长率为5.79%,表明该PBT复合体系具有优良的阻燃性能和力学性能。     

PE/木粉/MRP/Nano–MH共混材料的阻燃及热分解动力学研究

目的 研究微胶囊红磷(MRP)和纳米氢氧化镁(Nano–MH)协同阻燃木塑复合材料(WPC)的阻燃效果及阻燃机理。方法 以MRP为主阻燃剂,Nano–MH为协效阻燃剂,低密度聚乙烯(LDPE)、线型低密度聚乙烯(LLDPE)和木粉为基础物质,采用二次造粒和注射成型法制备阻燃木塑材料(WPC/MRP/MH)。通过燃烧等级测定、极限氧指数(LOI)测定和热重谱图(TG)分析阻燃剂对复合材料阻燃性的影响,利用Flynne–Walle–Ozawa(FWO)方法研究WPC和WPC/MRP/MH的热分解行为,并采用Criado方法推断WPC/MRP/MH的反应机理。结果 复合材料MRP质量分数为12.5%时阻燃等级达到UL94 V–0级,LOI值高达28.3%;WPC/MRP/MH的t_onset、t_endset和t_p均高于WPC,且在热分解后期FWO方法得到的表观活化能(E_a)逐渐增加,材料热稳定性明显提高;WPC/MRP/MH的反应机理函数为g(α)=[-ln(1-α)]^1/n、f(α)...     

聚乙烯/杨木粉基木塑复合材料的性能研究

目的 研究硅烷偶联剂(KH-550)处理木粉以及微胶囊红磷(HP)阻燃对木塑复合材料(WPC)的性能影响.方法 以杨木粉、低密度聚乙烯(LDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)和HP为原料,采用二次共混造粒及注射模塑法,制备WPC,通过熔体流动速率(MFR)试验、拉伸试验、TGA谱图分析、Kissinger动力学分析和SEM显微观察研究WPC的性能.结果 采用KH-550处理木粉后,体系的MFR提高了0.01 g/min,拉伸时的最大位移提高了2.59 mm,HP的添加使WPC在分解5％和50％时的温度分别提高了18℃和54℃,KH-550和HP共改性的WPC在420～500℃(主要分解阶段)的表观活化能为153 kJ/mol.结论 采用KH-550处理杨木粉后,使体系的拉伸性能得到有效改善,在添加质量分数为10％的HP后,WPC的阻燃效果得到显著提高.     

改性硬硼钙石/EVA复合材料的力学和阻燃性能研究

采用湿法对硬硼钙石粉进行表面改性,改性粉体的X射线衍射、红外光谱及接触角测试表明粉体表面获得了良好的修饰,疏水性大幅提高,接触角达到131.5°.在乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)中添加不同量的改性硬硼钙石粉体,研究了粉体填充量对EVA复合材料力学性能和燃烧性能的影响.TG-DTG热分析表明,添加硬硼钙石可降低EVA的分解率,提高树脂体系的分解温度.EVA复合材料的力学性能和燃烧性能测试表明:(1)当粉体填充量为30％时,对EVA复合材料体系的力学性能影响较小,有一定的阻燃性能,平均拉伸强度为11.07MPa,平均断裂伸长率达到784.9％;(2)当粉体填充量为40％时,阻燃性能较好,平均断裂伸长率为785.2％.     

APP/ZB协效阻燃发泡木塑复合材料性能研究

为了拓宽发泡木塑复合材料(FWPC)的功能性,以沙柳木粉、高密度聚乙烯(PE-HD)为主要原料,纳米炭黑(Nano-CB)为导电填料,聚磷酸铵(APP)和硼酸锌(ZB)作为阻燃剂和抑烟成分进行复配,采用发泡工艺和模压法制备阻燃抗静电型发泡木塑复合材料。研究APP/ZB协效阻燃剂质量比对FWPC力学性能、阻燃抑烟性能及热稳定性能的影响。结果表明：当APP/ZB总加入量为20%,质量比为4∶1时,FWPC的各项性能相对较优,静曲强度、弹性模量、拉伸强度和冲击强度分别为30.11MPa、2636MPa、14.65MPa和3.72kJ/m²,氧指数达27.3%,属难燃级别;与单独加APP时相比,力学性能降低,烟释放速总量降低11.93%,CO产率峰值和平均CO产率分别降低80.6%和49.3%,总失重率从63.53%降至61.42%,热稳定性能提高;FWPC燃烧后炭层表面凹凸不平,复合材料的阻燃和抑烟性能得到提升。     

增容剂对微晶纤维素增强淀粉塑料的影响

首先用微晶纤维素(MCC)对热塑性淀粉(TPS)进行增强,再将低密度聚乙烯(LDPE)与增强后的TPS共混,并以马来酸酐接枝聚乙烯(MA-g-PE)作为增容剂,制成MCC/TPS/LDPE复合材料。通过电子拉力机、冲击强度试验机、热重法、转矩流变仪和接触角测定仪,研究了不同用量的MA-g-PE对MCC/TPS/LDPE性能的影响。结果表明,增容剂的加入,使复合材料的拉伸强度先增大后减小,断裂伸长率和冲击强度不断增大,材料韧性显著提高;对复合材料的热稳定性有所改善,但影响较小;当添加量小于6%时,加工性能提高明显;此外,耐水性提高显著。总体而言,当MA-g-PE的添加量为4%时,材料的综合性能最好(拉伸强度为13.52 MPa,冲击强度为6.38kJ/m2,接触角为94.47°)。     

LDPE / LLDPE / APP / Sb2 O3 阻燃体系的成型工艺和阻燃性研究

以低密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯为基础物质,添加阻燃剂聚磷酸铵和三氧化二锑,构成阻燃体系,研究了阻燃体系的成型加工工艺参数和阻燃性能。研究表明:随着阻燃剂添加量的增大,主螺杆转速需要逐步降低,牵引速度随之下降,主螺杆转速的较小变化,可引起机头压力的急剧增加,物料的实际挤出温度相应提高;当阻燃剂总添加量达到40%时,达到FV-0阻燃等级。     

纳米BN与ZnO协效阻燃木粉-聚氯乙烯复合材料

为提高木粉-聚氯乙烯(WF-PVC)木塑复合材料的阻燃抑烟性能,本文将纳米BN与ZnO加入到WF-PVC木塑复合材料中,通过热压成型方法制备了阻燃WF-PVC木塑复合材料,研究了复合材料热分解、燃烧性能和力学性能。热重分析(TG)测试表明,BN和ZnO的加入一定程度上降低了复合材料的初始热分解温度,但明显提高了复合材料的热解残余物质量,BN和ZnO的质量比为1∶2时,复合材料的残炭量增加了21.7%。锥形量热仪燃烧测试表明,纳米BN和ZnO的加入能够显著提高复合材料的阻燃性能,与纯WF-PVC相比,BN与ZnO的加入能有效降低WF-PVC复合材料燃烧时的热释放和烟释放,复合材料的总热释放量和总烟气释放量最高分别降低18.2%和48.9%。通过万能力学试验机对材料进行力学性能测试,结果表明阻燃剂的加入一定程度上降低了复合材料的力学性能,对阻燃剂进行一定比例的复配,可有效减少对复合材料力学性能的损害,单独添加ZnO时,复合材料弯曲强度降低了29.5%,而BN和ZnO以2∶1的质量比复配时,复合材料的弯曲强度降低了9.9%。      

添加剂对膨胀阻燃低密度聚乙烯性能的影响

本工作研究各种不同添加剂对低密度聚乙烯膨胀阻燃体系的阻燃性能和力学性能的影响.差示扫描量热法(DSC)、热失重法(TG)和力学性能测试结果表明:EVA可提高共混物的断裂伸长率,且能促进体系成炭;SiO2改善了体系的断裂强度、断裂伸长率和冲击强度及阻燃性能;氧化剂(NH4)2SO4则取得了较好的阻燃效果.     

Mechanical properties and flame-retardant of PP/MRP/Mg(OH)2/Al(OH)3 composites

The flame retardant and mechanical properties of polypropylene (PP) composites filled with microencapsulated red phosphorus (MRP) and magnesium hydrate (Mg(OH)₂)/aluminum hydrate (Al(OH)₃) were measured. It was found that the synergistic effects between the MRP and Mg(OH)₂/Al(OH)₃ on the flame retardant and tensile properties of the composites were significant. The limit oxygen index and smoke density rank of the composites increased nonlinearly while the horizontal combustibility rate decreased nonlinearly with increasing the MRP weight fraction. The Young modulus and the tensile elongation at break increased while the tensile yield strength and tensile fracture strength decreased slightly with increasing the MRP weight fraction. Both the V-notched Izod and Charpy impact strength increased with increasing the MRP weight fraction. Moreover, the tensile yield strength of the composites estimated using an equation published previously was roughly close to the measured data.     

Mechanical properties, fire performance and thermal stability of magnesium hydroxide sulfate hydrate whiskers flame retardant silicone rubber

Halogen-free flame retardant silicone rubber (SR) composites, using magnesium hydroxide sulfate hydrate (MHSH) whiskers as flame retardant have been prepared by a two-roll mill. Moreover, microencapsulated red phosphorus (MRP) was used as a synergist. Mechanical tests were performed to determine the tensile strength, elongation at break, and shore hardness of the composites. The morphology of fracture surface was observed by environmental scanning electron microscopy (ESEM). The results showed MHSH slightly reduced the tensile strength of the composites, but had obvious influence on the elongation at break. Meanwhile, Shore A hardness presented uptrend with increasing MHSH content. The addition of vinyl silicone fluid (VSF) could improve the compatibility of the MHSH whiskers in SR matrix, and therefore improved the mechanical properties of composites. The flammability properties of composites were investigated by limited oxygen index (LOI), UL-94 tests, and cone calorimetry experiments. It is found that MHSH whiskers can effectively improve the flame retardancy of SR composites due to the endothermic degradation of MHSH whiskers accompanied with the release of water vapor, and the formation of fibrous magnesia acting as a barrier layer. The incorporation of MRP in SR/MHSH whiskers system had a synergic fire retardant effect in the condensed and gas phase. In addition, thermogravimetric analysis (TGA) indicated the presence of MRP enhanced thermal stability of the SR/MHSH composites at higher temperature range, and remarkably promoted char residue yield.     

膨胀阻燃多层膜改性苎麻织物/苯并噁嗪树脂层压板的制备及性能

为提高苎麻织物作为复合材料增强体时的阻燃性能,首先,采用层层组装法在苎麻织物表面构筑了氨基化多壁碳纳米管（MWCNT）-聚磷酸铵（APP）与聚乙烯亚胺（PEI）-APP膨胀阻燃多层膜;然后,将改性后的苎麻织物与苯并噁嗪树脂复合制备了苎麻织物/苯并噁嗪树脂层压板,并研究了层压板的热降解行为、阻燃性能与力学性能。结果表明:与纯苎麻织物/苯并噁嗪树脂层压板相比,含MWCNT-APP与PEI-APP膨胀阻燃多层膜的层压板热释放速率峰值由106.6 W·g-1降低至53.4 W·g-1和53.0 W·g-1,总热释放量由12.3 kJ·g-1降低至7.6 kJ·g-1和9.0 kJ·g-1,极限氧指数由23.5提高至27.2和27.0,UL94级别由无级别提高至V-0和V-1级,弯曲强度由81 MPa提高至122 MPa和143 MPa,弯曲断裂伸长率由1.2%提高至1.4%和1.7%,拉伸性能也得到了一定的改善。所得结论表明使用MWCNT-APP与PEI-APP膨胀阻燃多层膜可在提高层压板阻燃性能的同时,改善其力学性能。      

三种阻燃剂对聚氨酯硬泡阻燃性能的影响

通过在聚氨酯硬泡中加入膨胀土、有机磷、石墨三种阻燃剂,进行各单组份和三种阻燃剂协同作用对聚氨酯硬泡的阻燃性能及力学性能影响的对比实验。实验结果表明以聚醚多元醇10 g为基准,燃剂添加量为60%且重量比为膨胀土∶有机磷∶石墨=1∶1∶2时阻燃效果最佳,其压缩强度为0.129 8 MPa,氧指数达到了32,火焰等级为5 VA,各项指标均达到了应用要求。     

MCA阻燃剂的合成及其在PA6中的应用

目的用一种新的方法合成三聚氰胺氰尿酸盐(MCA),并探究其在聚酰胺6(PA6)中的应用。方法将三聚氰胺(MA)、氰尿酸(CA)和少量水混合成膏状物,并使其在室温下反应一定时间,再加入少量MCA,使其继续反应以制备MCA阻燃剂。将制备的MCA与PA6熔融共混制备阻燃PA6复合材料,用FTIR,XRD,TG,SEM对制备的MCA进行表征,对阻燃PA6复合材料的阻燃和力学性能进行测试。结果所制MCA的FTIR和XRD特征峰与在水中合成MCA的特征峰一致;所合成的MCA最大热失重温度达到451.7℃。在阻燃剂质量分数为8%时,阻燃PA6复合材料的极限氧指数(LOI)为29%,阻燃性能达到UL-94V0级。随着阻燃剂含量的增加复合材料的力学性能有所降低,当阻燃剂质量分数为8%时,拉伸强度为66.4 MPa,冲击强度为4.7 kJ/m~2。结论用文中方法合成的MCA具有工艺简单、不需加热、耗水量低等优点,大大提高了PA6复合材料的阻燃性能。     

Preparation of silane precursor microencapsulated intumescent flame retardant and its enhancement on the properties of ethylene–vinyl acetate copolymer cable

Silane precursor microencapsulated intumescent flame retardant (IFR) was prepared by sol–gel process and then modified with vinyltrimethoxysilane (A-171) with the goal of that the vinyl group functionalized silica microcapsule could be introduced into EVA matrix through crosslinking, which will enhance the compatibility and dispersion between EVA matrix and microencapsulated IFR. The effects of silane precursor microencapsulation technology on the mechanical, electrical, thermal, interfacial adhesion and flame retardant properties of intumescent flame-retardant EVA cable were investigated by mechanical test, resistance meter, thermogravimetric analysis (TGA), scanning electron microscopy (SEM), limiting oxygen index (LOI) and UL-94 test. The Fourier transform infrared (FTIR) results indicated silane precursor microencapsulated IFR were successfully prepared, and the water contact angle (WCA) results indicated that silane precursor results in the transformation of hydrophilic to hydrophobic of IFR surface. The characterization for the various properties of EVA composites demonstrated that silane precursor microencapsulation technology enhanced the interfacial adhesion, mechanical, electrical, thermal stability and flame retardancy of EVA/MCAPP/MCPER system. Furthermore, the water resistance test results demonstrate that EVA/MCAPP/MCPER composites have good water durability. This investigation provides a formulation for the industrial application as insulated materials of EVA cable with excellent properties.     

无卤固态芳香族磷酸酯阻燃的聚碳酸酯

将无卤固态芳香族磷酸酯(SDP)用于阻燃聚碳酸酯(PC),研究了其对PC阻燃性能、力学性能、热分解行为及灼烧残炭的影响。实验结果表明,SDP对PC有较高的阻燃效率,添加量为6%时,可使PC达UL94V-0级(1.6 mm),LOI近35%。此外,SDP能提高PC的拉伸强度、弯曲强度、拉伸模量、弯曲模量及添加量小于4%的断裂伸长率。热失重-红外联用(TG-IR)数据表明,SDP可提前并加速PC的交联成炭,但不能提高PC的成炭率。     

蓖麻油基阻燃增塑剂的合成及在聚氯乙烯中的应用

为了进一步利用可再生资源为原料合成环保增塑剂,文中以蓖麻油和自制的含磷阻燃剂为原料合成了一种含磷阻燃增塑剂,再将其环氧化得到蓖麻油基含磷阻燃增塑剂(P-ECO)。采用傅里叶变换红外光谱、核磁共振氢谱和核磁共振磷谱对产物的结构进行表征。将其与聚氯乙烯(PVC)热塑共混成型,通过动态力学性能、拉伸性能测试、热重评价了蓖麻油基含磷增塑剂应用于PVC的增塑效果;随着P-ECO含量的增加,体系的Tg从41℃下降到9℃,拉伸强度随之下降到10.17 MPa,而断裂伸长率由146.22%增加到197.31%。通过测试极限氧指数、锥形量热仪测试其阻燃性能,氧指数达到28.1%,热释放速率最高为280.46kW/m2。     

硅烷接枝交联对MgO/高密度聚乙烯复合材料性能的影响

采用两步法反应挤出工艺制备硅烷接枝交联MgO/高密度聚乙烯(MgO/HDPE)导热复合材料,研究了硅烷接枝、交联对MgO/HDPE复合材料的结晶性能、力学性能、耐热性、导热性能的影响,并利用FTIR和DSC对其接枝交联、结晶情况进行表征。结果表明,交联MgO/HDPE复合材料的拉伸强度、缺口冲击强度、热变形温度(HDT)分别由未交联时的20.41 MPa、1.875kJ/m~2和74.6℃提升到27.24 MPa、7.875kJ/m~2和83.5℃,并且热导率保持基本不变0.447 W/(m·K)。