三嗪膨胀阻燃聚乳酸的制备及其性能

将实验室自制的三嗪大分子成炭发泡剂(CFA)、聚磷酸铵(APP)及硅树脂复配成膨胀阻燃剂(IFR)添加到聚乳酸(PLA)材料中制备阻燃PLA(IFR-PLA)材料,通过极限氧指数(LOI)和垂直燃烧(UL-94)测试研究了材料的阻燃性能。通过热重分析(TGA)测试研究了材料的热降解行为和成炭性能,通过锥形量热(CONE)测试研究了材料的燃烧行为,并对其燃烧后残炭的形貌进行研究。结果表明:当APP与CFA的质量比为5∶1,IFR的添加量为15%时,IFR-PLA材料通过UL-94 V-0级,LOI值达33.5%。IFR的加入促进了PLA材料的降解和成炭,从而提高了材料的阻燃性能。     

磷钨酸在膨胀阻燃聚乳酸中的协效作用研究

利用磷钨酸(PWA)与膨胀阻燃剂(IFR)复配得到复合阻燃剂,并与聚乳酸(PLA)熔融共混制备阻燃复合材料PLA/IFR/PWA。通过氧指数测试(LOI)、垂直燃烧(UL-94)、扫描电子显微镜(SEM)、锥形量热测试(CONE)和热失重分析(TGA)对该复合材料的阻燃性能和热稳定性能进行研究。结果表明:PLA/IFR/PWA复合材料表现出优异的阻燃效果和明显的抑烟作用。当添加总质量分数为20%(IFR为18%,PWA为2%)时,复合材料的LOI达到41.7%,UL-94等级为V-0等级,高温残炭量显著提高,燃烧过程中烟释放量明显降低。     

KH550改性PEPA对PP/IFR体系阻燃、耐水和力学性能的影响

利用硅烷偶联剂KH550对季戊四醇磷酸酯(PEPA)进行表面改性,得到Si-PEPA,将其与三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)复配成膨胀型阻燃剂(IFR)对聚丙烯(PP)进行阻燃改性。研究了KH550改性PEPA对PP/IFR体系阻燃、耐水和力学性能的影响。利用极限氧指数(LOI)仪、垂直燃烧(UL94)仪、锥形量热(CONE)仪对阻燃PP的燃烧性能进行测试,结果表明,当IFR的添加量为20%时,PP/MPP/Si-PEPA体系可以达到UL94 V-0级,氧指数达到32.5%,最大热释放速率(PHRR)和总热释放量(THR)都较PP/MPP/PEPA体系有明显降低。热重分析(TGA)显示,经KH550处理后,PP/IFR材料的热稳定性显著提高。经70℃热水浸泡72 h后,PP/MPP/Si-PEPA材料仍然可以通过UL94 V-1级。同时,KH550对PEPA的表面处理也提高了PP/IFR材料的力学强度。     

氢氧化镁在膨胀阻燃聚丙烯体系中的协效作用研究

以膨胀型阻燃剂(IFR)作为聚丙烯(PP)的主要阻燃剂制备了IFR/PP(20/100)阻燃体系,在此基础上,将氢氧化镁(MH)和IFR进行复配,利用氧指数、力学性能测试、热重分析、锥形量热等方法考察了MH在IFR阻燃PP中的阻燃增效作用。研究结果表明:IFR/MH/PP质量比为18:2:80时,材料能够较好地保持力学性能且氧指数最大可达31.6%;IFR/MH/PP比IFR/PP体系在热释放、烟气、CO和CO_2排放指标上数值更低,热稳定性增加,成炭率更高,材料更难点燃,火灾性能指数(FPI)提高,阻燃性能优异,火灾蔓延指数(FGI)减小,火灾危险性降低。     

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。     

碱木质素/聚磷酸铵膨胀阻燃聚氨酯泡沫的制备及性能研究

采用一步发泡法制备出聚氨酯泡沫(PUF),将精制碱木质素与聚磷酸铵(APP)按不同比例组成膨胀阻燃剂(IFR)并添加到PUF中,制得碱木质素/聚磷酸铵膨胀阻燃聚氨酯泡沫(PUF/IFR)。通过极限氧指数(LOI)测试、热重分析(TG)、扫描电镜(SEM)考察了PUF/IFR材料的阻燃性能、热降解行为、成炭性能及残炭微观形貌。结果表明:当碱木质素与APP的复配比为1:6、IFR添加量为30%时,PUF/IFR的LOI值达到26.3%。IFR的加入形成了连续致密的炭层附着在材料表面,降低了材料的热降解速率,提高了残炭率,从而改善了材料的热稳定性和阻燃性能。     

磷/镁/硅三元阻燃棉的制备及性能研究

采用浸轧法在棉织物表面构建了六偏磷酸钠(PSP)/氢氧化镁(MH)二元阻燃层,再通过物理吸附在纤维表面包覆隔热性良好的二氧化硅胶体颗粒,制备出PSP/MH/SiO_2三元阻燃棉,并对其阻燃机理进行了探讨。通过SEM和XRD对纤维形貌、结构进行了表征;采用TG、微型量热仪(MCC)、LOI、垂直燃烧测试(VFT)对阻燃织物的热稳定性能进行了分析。测试结果表明,构筑的PSP/MH/SiO_2三元阻燃棉织物表现出良好的自熄、阻燃性能,体系的LOI达到31%,其峰值热释放速率(PHRR)和总热释放量(THR)分别为52.541 kW/m~2和0.92 MJ/m2,残炭率达到40.1%。     

EG与IFR复合阻燃ABS协同效应及热失重行为研究

将可膨胀石墨(EG)、P-N型膨胀阻燃(剂IFR)与ABS树脂共混,制作复合阻燃材料。用氧指数(OI)、UL 94测试和锥形量热仪(CONE)探讨了EG与IFR复合阻燃ABS的协同效应。通过热失重分析(TG)研究了阻燃ABS体系的热失重行为。结果表明:EG与IFR协同阻燃ABS,OI达到29%,UL 94为V-0级,热释放速率大幅度降低,EG与IFR复合阻燃ABS具有一定的协同效应;在空气气氛下,EG与IFR可以相互促进成炭,且形成的炭层稳定在,850℃也不会分解。     

OMMT对LGFPP/IFR阻燃性能、燃烧性能及力学性能的影响

采用熔融共混技术制备了长玻璃纤维增强聚丙烯/膨胀阻燃剂/有机蒙脱土(LGFPP/IFR/OMMT)复合材料。利用极限氧指数(LOI)、锥形量热仪(CONE)以及万能力学试验机,表征了LGFPP/IFR/OMMT复合材料的阻燃性能、燃烧性能以及力学性能。氧指数测试结果表明,OMMT使LGFPP/IFR体系的氧指数提高。当添加2%OMMT时,LGFPP/IFR/OMMT复合材料的氧指数提高至24.2%。锥形量热仪测试结果表明,LGFPP/IFR体系的热释放速率峰值(PHRR)、烟雾生产率(THR)及引燃时间(TTI)均由于添加OMMT而大幅度降低。力学性能测试结果表明,LGFPP/IFR体系的拉伸强度、弯曲强度以及缺口冲击强度因OMMT的添加,分别提高了8.15%、9.04%和24%,使LGFPP/IFR体系中由于IFR引起LGFPP力学性能降低的弊端得到了明显改善。     

PP/LGF复合材料的膨胀性阻燃与协效阻燃性能

采用膨胀型阻燃剂(IFR)及协效剂海泡石(SP)对长玻璃纤维增强聚丙烯(PP/LGF)复合材料进行阻燃,通过双螺杆挤出机制备了PP/LGF母粒,IFR母粒和SP母粒,然后将这3种母粒通过注塑机制备了PP/LGF/IFR/SP复合材料,通过极限氧指数(LOI)、垂直燃烧测试、锥形量热仪、热重分析、扫描电子显微镜、力学性能测试等表征PP/LGF各阻燃复合体系的性能。结果表明,当IFR质量分数为22%时,PP/LGF/IFR阻燃复合材料的LOI为28.8%,且垂直燃烧等级达到V–0级;锥形量热仪测试结果表明加入IFR及SP后阻燃复合体系的第一热释放速率峰值降低,而第二热释放速率峰消失;SP质量分数为1%,IFR质量分数为21%的PP/LGF/IFR/SP阻燃复合材料LOI为29.6%,垂直燃烧等级达到V–0级,热释放速率峰值和总热释放量得到有效降低,热稳定性最好,且燃烧时产生致密的炭层覆盖于玻璃纤维表面,同时加入1%SP后复合材料的力学性能下降幅度相对较小。