改性MCA的固相合成及其在PA6中的应用

本实验选用一种新的方法合成改性三聚氰胺氰尿酸盐(MCA),将三聚氰胺(MA)、氰尿酸(CA)和极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和二氧化硅(Si O2)溶胶使其继续反应以制备改性MCA(mMCA)阻燃剂。将制备的mMCA与尼龙6(PA6)熔融共混制备阻燃PA6复合材料。用FTIR、XRD和TG对所制mMCA进行了表征,对阻燃PA6复合材料的阻燃性能和力学性能进行了测试。结果表明:所制mMCA的FTIR、XRD特征峰与MCA的特征峰一致;m MCA的最大热失重温度有了较大的提升达到465.2℃。在PA6复合材料中,当阻燃剂含量为13%时,阻燃PA6复合材料的极限氧指数(LOI)达到33%,阻燃性能为UL-94 V0级,锥形量热测试的PHRR降低了26.3%。随着阻燃剂含量的增加,复合材料的力学性能有所提高。与传统大量水体系制备mMCA方法相比,此法具有工艺简单、不需加热、耗水量极低,没有污水排放等优点。     

滑石粉对PA6/MCA体系阻燃性能的影响

研究了滑石粉对聚酰胺6/三聚氰胺氰尿酸盐(PA6/MCA)体系阻燃性能及阻燃机理的影响。燃烧测试结果表明:当滑石粉含量为25 phr时,PA6/MCA/滑石粉复合材料的极限氧指数(LOI)达到28.5%,垂直燃烧测试(UL 94)达到V-0级,相比于PA6/MCA体系均有所提高;同时,燃烧后的试样表面形成了连续、致密的保护层。热重(TG)分析结果表明:滑石粉的引入使PA6/MCA体系的热稳定性下降,但是提高了其质量保留率,而残留的不燃物质起到了凝聚相阻燃作用。傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析表明:加入了滑石粉的PA6/MCA体系,其燃烧生成的Si—O—C基团富集在材料表面,有利于形成致密的保护层,从而抑制材料的燃烧。     

水滑石对MCA阻燃PA6性能的影响

研究了水滑石对三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)阻燃聚酰胺(PA6)的力学性能、热稳定性和阻燃性能的影响,讨论了水滑石在MCA阻燃PA6热分解历程和燃烧过程所发挥的作用。结果表明,随着水滑石用量从0%增加到15%,MCA阻燃PA6复合材料的拉伸强度从73 MPa下降到65 MPa,降幅约11%,冲击强度从40 J/m下降到34 J/m,降幅为15%。随着水滑石用量增加,MCA阻燃PA6的复合材料的热稳定性能下降,但材料的防火性能得到提高,另外,随着水滑石用量从0%增加到15%,M CA阻燃PA6的极限氧指数从32%升高到36%。     

无机填料对PA6/MCA阻燃复合材料性能的影响

研究了不同种类的无机填料(硅灰石、碳酸钙)对尼龙6(PA6)/三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)阻燃复合材料性能的影响。阻燃性能测试结果表明,PA6/MCA/硅灰石阻燃复合材料为UL94 V–0级,比PA6/MCA阻燃复合材料(V–2级)有显著提高;然而PA6/MCA/碳酸钙阻燃复合材料的极限氧指数却有所下降。扫描电子显微镜测试分析表明,PA6/MCA/硅灰石阻燃复合材料燃烧后的表面炭层呈连续、致密状;PA6/MCA/碳酸钙阻燃复合材料的表面炭层有很多孔洞,且孔洞直径大。傅立叶变换红外光谱测试结果表明,PA6/MCA/硅灰石阻燃复合材料的表面炭层与Si O2能很好地结合,形成致密的保护层,致使其阻燃性能显著提高。另外,力学性能测试结果表明,硅灰石能够提高PA6/MCA阻燃复合材料的拉伸强度,但降低了缺口冲击强度,而碳酸钙的加入却使得PA6/MCA阻燃复合材料的综合力学性能有所下降。     

MCA与MH阻燃PA-6复合材料性能研究

分别以三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)和氢氧化镁(MH)为阻燃剂制备了聚酰胺6(PA-6)阻燃复合材料,研究和对比了MCA和MH对复合材料的阻燃性能、力学性能影响.结果表明,当MCA和MH用量同为20份时,PA-6/MCA复合材料的极限氧指数(LOI)达到30.5%,而PA-6/MH复合材料的LOI仅为23.5%,说明MCA的阻燃效率比MH高.同时,PA-6/MCA复合材料的拉伸强度为66.8 MPa,是PA-6/MH复合材料的1.14倍.熔体流动速率PA6/MCA复合材料熔体流动速率达74 g/10min,是PA-6/MH复合材料的4.9倍.     

MCA阻燃PA66的研究

通过扫描电子显微镜、热重分析–傅立叶变换红外光谱、差示扫描量热等研究了三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)阻燃PA66体系的微观形貌与性能。结果表明,MCA在PA66体系中呈片状分布,但随用量的增加有一定的团聚现象;MCA与PA66存在一定的相互作用而使得MCA和PA66的热稳定性均下降,PA66/MCA体系中第二阶段的分解产物与未加MCA的PA66基本相同;MCA具有异相成核作用但会降低结晶速度。同时考察了不同含量MCA、不同加工助剂、着色剂对材料性能的影响。当MCA质量分数为5%~10%时,阻燃等级达到UL 94 V–0级,同时力学性能较好,加工助剂及着色剂中硬脂酸钙、EBS、络合红R297对阻燃性能没有负面影响,但蒙旦酯蜡、PE基黑种、铁红R206对阻燃性能有负面影响。     

红磷改性MCA阻燃PA6性能研究

采用红磷对三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)进行改性,作为尼龙(PA)6的阻燃剂,研究不同红磷含量改性MCA的结构及阻燃PA6体系的阻燃性能。结果表明,红磷通过干扰三聚氰胺和氰尿酸大平面氢键网络的形成,实现MCA细化。红磷能促进MCA成炭,改性MCA从气相和凝聚相协同阻燃,提高了PA6的阻燃性能。当改性MCA中红磷含量为20%、改性MCA用量为10%时,PA6的阻燃效果最好。     

纳米级三氧化二锑与MCA协同阻燃性能对PA6的影响

采用了未经表面改性和经硅烷偶联剂进行表面改性的等离子法纳米级三氧化二锑（Sb2O3）,研究了三聚氰胺氰尿酸盐（MCA）与纳米级Sb2O3的不同配比对PA6的阻燃效应和力学性能的影响。结果表明：纳米级Sb2O3与MCA的质量比为1．5：8．5时,协效效果较好,氧指数达33％以上,拉伸强度达到73．2MPa,冲击强度变化不大。热重分析显示：协效阻燃体系对尼龙6（PA6）体系的热分解特征有一定的影响。     

阻燃聚丁二酸丁二醇酯复合材料的制备及其阻燃性能研究

采用熔融共混技术,将次磷酸铝(AHP)和三聚氰胺氰尿酸盐(MC)引入聚丁二酸丁二醇酯(PBS),制备了一系列阻燃PBS复合材料,并采用极限氧指数、垂直燃烧、微型量热测试以及热失重分析研究了复合材料的阻燃性能以及热稳定性。结果表明,AHP可以有效提高PBS复合材料的阻燃性能;AHP与MC复配可以进一步提高复合材料的阻燃性能,两者质量比为2∶1,添加量为20 %（质量分数,下同）即可使复合材料达到UL 94 V 0级别,极限氧指数达到29 %;AHP以及复合阻燃体系可以有效提高复合材料初始分解温度及其高温稳定性。     

原位聚合无卤阻燃聚酰胺6的结构与性能研究

采用原位聚合添加反应型无卤阻燃剂,是实现聚己内酰胺(PA6)阻燃改性的主要方法。在己内酰胺的水解开环聚合体系中,加入三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)的原料单体,原位聚合制备了阻燃PA6(FRPA6),对FRPA6的结构、形貌及性能进行了表征;通过熔融纺丝制备了FRPA6纤维,测试了其力学性能及阻燃性能。结果表明:FRPA6中阻燃剂MCA与PA6基体的相容性良好,MCA自组装反应比较充分,MCA粒子以纳米级均匀分布于PA6基体中;随着MCA含量的增加,FRPA6的熔点、熔融热焓有所降低,结晶温度略有升高,热稳定性下降;当MCA质量分数为7.5%时,FRPA6的阻燃性能达UL94 V-0级,拉伸强度为64.1 MPa,缺口冲击强度为10.4 k J/m2;相比纯PA6纤维,FRPA6纤维具有较好的阻燃性能,极限氧指数达35%以上,但力学性能有所下降。     

PA 6/NMA/nano-OMMT复合材料的制备

采用自制耐热改性剂N-苯基马来酰亚胺-马来酸酐二元共聚物(NMA)与纳米有机蒙脱土(nanoOMMT)复配对聚酰胺(PA)6进行共混改性,研究了不同m(NMA)∶m(nano-OMMT)对PA 6熔融结晶行为、热性能及力学性能的影响。结果表明:nano-OMMT剥离分散在PA 6基体中;随着nano-OMMT含量增加,PA 6/NMA/nano-OMMT复合材料的熔融温度、结晶温度、结晶度及熔融焓均先升后降;m(NMA)∶m(nano-OMMT)为8∶2时,复合材料弯曲强度、弯曲模量、拉伸强度和负荷变形温度均达最大,分别为117.1,3 301,80.5 MPa及82.7℃,较不加nano-OMMT分别提高21.2%,25.0%,12.9%,27.8%。     

硼酸锌协效二乙基次膦酸铝阻燃PA6

采用硼酸锌(ZB)与二乙基次膦酸铝(ADP)协同阻燃聚酰胺6(PA6).对其阻燃性能和力学性能进行了探讨,并运用垂直燃烧、极限氧指数、锥形量热、热失重分析、扫描电子显微镜以及拉曼光谱对阻燃机理进行了探究.结果表明,ZB作为协效剂,与ADP的协同阻燃效果显著;当在PA6中添加1.5％(质量分数,下同)ZB和8.5％ADP...     

可纺性 MCA 无卤永久阻燃 PA6研究

通过熔融共混法制备了不同配比的尼龙6(PA6)／磷酸三苯酯(TPP)／三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)粒料,采用垂直水平燃烧仪、万能材料试验机、摆锤冲击试验机,研究了阻燃 PA6粒料的组成对其阻燃和力学性能的影响。通过熔融纺丝技术证明了 PA6阻燃粒料的可纺性,研究了材料组成对其纺丝性能的影响。使用纤维强伸度仪、热重分析仪研究了 PA6纤维的组成对纤维力学性能和热性能的影响与规律。研究结果表明,TPP 含量的增加能够提高阻燃PA6粒料的阻燃等级,并且当 PA6∶MCA∶TPP 质量比为90∶9∶0.3时,PA6具有较好的阻燃和力学性能。     

Improvement of flame retardancy in phenolics and paper-sludge/phenolic composites

Paper-sludge/phenolic composites were fabricated using a novolac-type phenolic resin and paper sludge. A phosphate flame retardant containing halogen (tris 2-chloroethyl phosphate) and inorganic flame retardant (aluminum trihydroxide) were introduced into neat phenolics and paper-sludge/phenolic composite in order to improve their flame retardancy. In addition, magnesium hydroxide and halogenated flame retardant were added into the paper-sludge/phenolic composite. The flame retardancies were estimated with the UL 94 test. To study the flame retardant mechanism, thermal analysis of the phenolics and the paper-sludge/phenolic composites were carried out using a thermogravimetric analyzer and a differential scanning calorimeter. The phosphated flame retardant and inorganic flame retardant both showed the flame retardant effect on the phenolics. However, the flame retardancy of the paper-sludge/phenolic composite was enhanced only by phosphated and halogenated flame retardants. This result is attributed to the fact that the flame retardancies of the phenolics and paper-sludge/phenolic composite depend on their heat capacities and decomposition behaviors. © 1998 John Wiley & Sons, Inc. J Appl Polym Sci 69: 2043–2050, 1998     

A low melting organic-inorganic glass and its effect on flame retardancy of clay/epoxy composites

A low-melting organic-inorganic glass with a high molecular weight soluble in solvents was synthesized by hydrolytic polycondensation of phenyltriethoxysilane followed by a subsequent heat treatment. Softening point and thermostability were strongly increased after heat treatment. The composites of glass/epoxy and glass/clay/epoxy were studied with respect to their thermal properties, fire behavior and mechanical properties. Heat release rate as measured by cone calorimetry was remarkably reduced in the presence of glass, relative to neat epoxy resin and polymer/clay composites. The combination of glass and clay is a promising approach. It showed mainly superposition and even synergistic effects in some fire properties for higher filler concentrations due to the formation of an enhanced barrier. The structure of residue was investigated by transmission electron microscopy (TEM).     

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。     

纤维级复合阻燃PA 6的制备及其热稳定性研究

以三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)与硫化锌(ZnS)或类石墨相氮化碳(g-C₃N₄)或9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物衍生物(ZDOPO)复配体系为阻燃剂,与聚己内酰胺(PA 6)切片共混、造粒、干燥、纺丝,制备阻燃PA 6纤维;通过常规升温热失重分析以及模拟纺丝过程恒温热失重分析,研究阻燃剂种类及含量对PA 6共混体系热稳定性的影响。结果表明:在阻燃剂总质量分数为6.0%条件下,添加MCA/ZDOPO复配体系对PA 6共混体系的热稳定性影响最小,制备的阻燃PA 6纤维具有良好的力学性能和阻燃性能;添加MCA质量分数3.0%、ZDOPO质量分数3.0%,PA 6/MCA/ZDOPO共混体系热失重5%时的热分解温度为393.8℃,热失重10%时的热分解温度为412.6℃,与纯PA 6的热学性能非常接近,制备的阻燃PA 6纤维的断裂强度为1.9 cN/dtex,断裂伸长率为75.8%,极限氧指数可达29.0%。