环保阻燃聚丙烯的研究

采用新型环保阻燃剂十溴二苯乙烷(DBDPE)、三氧化二锑(Sb_2O_3)和氢氧化镁[Mg(OH)_2]复合对PP进行阻燃改性。研究了DBDPE与Sb_2O_3的协同效应,复合阻燃剂对PP阻燃性能、物理机械性能的影响。结果表明:当复合阻燃剂的质量分数为35%,DBDPE与Sb_2O_3的质量比为3:1,DBDPE与Mg(OH)_2的质量比为1:1时,改性阻燃PP的氧指数达到30%,阻燃等级达到V-0级,并保持良好的物理机械性能。     

碳纳米管的表面修饰对PA6的影响

利用多巴胺(DOPA)对多壁碳纳米管(MWNTs)进行表面改性后得到MWNTs-PDA,通过熔融共混的方法制备MWNTs-PDA/DBDPE/Sb_2O_3/PA6复合材料。通过傅里叶红外变化光谱(FTIR)和极限氧指数(LOI)、垂直燃烧(UL-94)、热失重分析(TGA)和力学性能测试等方法分别研究了MWNTs的表面修饰情况和不同浓度多巴胺修饰的MWNTs对MWNTs-PDA/DBDPE/Sb_2O_3/PA6复合材料阻燃性能、热稳定性能及力学性能的影响。结果表明:随着多巴胺浓度的增加,复合材料的阻燃性能随之逐渐增大,热稳定性能变化不大,力学性能则呈先增大后减小的趋势。当多巴胺浓度为3 g/L时,复合材料的力学性能最佳,拉伸强度、弯曲强度和冲击强度分别为73.84、89.96 MPa、9.23 k J/m~2。     

三氧化二锑协效MH阻燃EVA复合材料的研究

利用垂直燃烧(UL94)、极限氧指数(LOI)、热失重分析(TGA)、扫描电镜(SEM)等方法研究了三氧化二锑(Sb_2O_3)在乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)/氢氧化镁(MH)体系中的协效阻燃作用与机理。结果表明,当阻燃剂MH/Sb_2O_3的总添加量为57%时,EVA/MH/Sb_2O_3复合材料通过UL94 V-0级,氧指数达到33. 5%。与EVA/MH复合材料相比,EVA/MH/Sb2O3复合材料的热稳定性较好,残炭量更高; EVA/MH/Sb_2O_3复合材料炭层表面孔洞少,封闭效果好,导致阻燃性能更好。     

溴代三嗪/十溴二苯乙烷及CPE对ABS的增韧阻燃

以十溴二苯乙烷(DBDPE)与溴代三嗪(FR-245)为阻燃剂、三氧化二锑(Sb_2O_3)为协效剂、氯化聚乙烯(CPE)为增韧剂,对丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)进行增韧阻燃,研究了阻燃剂与增韧剂对ABS力学性能及阻燃性能的影响。通过物理共混的方式制备了阻燃ABS复合材料,结果表明,FR-245/DBDPE质量比为3∶2,阻燃剂总质量分数为13%、CPE质量分数为8%时,增韧阻燃ABS复合材料综合性能优异,其垂直燃烧测试达到V-0级别,LOI值达到28%,拉伸强度为30.8MPa,缺口冲击强度为12.1kJ/m~2。     

PET/Sb_2O_3复合材料的结晶性能和阻燃性能研究

利用双螺杆挤出机制备了聚对苯二甲酸乙二酯/三氧化二锑(PET/Sb_2O_3)复合材料,并通过差示扫描量热仪、热重分析仪、极限氧指数测试仪和水平垂直测试仪对PET/Sb_2O_3复合材料结晶性能、热性能和阻燃性能进行了表征。结果表明:Sb_2O_3具有明显的异相成核作用,促进了PET的结晶,使PET/Sb_2O_3复合材料的结晶温度、熔融温度及相对结晶度明显增加。断面形貌观察结果显示,少量的Sb_2O_3能够均匀地分散在PET基体中,Sb_2O_3较多时,分散性变差,出现白色颗粒状团聚体。阻燃测试表明,复合材料的极限氧指数从22.4%提高到了31.6%,UL 94垂直燃烧测试达到了V-0级,且有效地抑制熔滴滴落。热失重结果表明,热分解温度随Sb_2O_3用量的增加而逐渐提升,而复合材料的热分解速率则随着Sb_2O_3用量的增加而逐渐下降,且Sb_2O_3增加了复合材料的成炭性能。总之,Sb_2O_3对PET结晶性能和阻燃性能均具有明显的促进作用,具有较好的应用前景。     

改性Sb2O3协同十溴二苯乙烷阻燃LDPE/EVA的研究

采用熔融共混法制备了阻燃低密度聚乙烯/乙烯-醋酸乙烯共聚物(LDPE/EVA)复合材料,研究了表面有机化改性三氧化二锑(Sb2O3)与十溴二苯乙烷(DBDPE)在LDPE/EVA中的阻燃协效性,通过极限氧指数(LOI)、垂直燃烧等级(UL94)、力学性能和热稳定性等测试对复合材料进行研究。结果表明,DBDPE/Sb2O3复合阻燃剂对LDPE/EVA有良好的阻燃作用,经表面有机化改性的Sb2O3,较之未改性Sb2O3阻燃协效性增强,制品热稳定性提高,对力学性能影响较小。     

DBDPE/HBCD及CIIR对ABS的协同阻燃及增韧

采用六溴环十二烷(HBCD)与十溴二苯乙烷(DBDPE)复配作为阻燃剂、三氧化二锑(Sb_2O_3)为阻燃协效剂、氯化丁基橡胶(CIIR)为增韧剂,对丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物(ABS)进行改性。采用缺口冲击、极限氧指数、垂直燃烧、扫描电子显微镜(SEM)等测试方法研究了阻燃剂对CI-IR和ABS力学性能与阻燃性能的影响。结果表明,HBCD与DBDPE对ABS有协效阻燃作用;当阻燃剂质量分数为12%、CIIR质量分数为10%时,ABS复合材料的极限氧指数为27.5%,垂直燃烧测试达到UL 94V-0级别,缺口冲击强度为18kJ/m~2。     

基于CPE和Sb2O3对废PVC/ABS复合材料阻燃及力学性能的研究

通过熔融法分别制备了含氯化聚乙烯(CPE)和氧化锑(Sb_2O_3)阻燃剂的PVC/ABS复合材料,探讨添加不同含量的阻燃剂对复合材料的热稳定性、阻燃性能以及力学性能的影响。实验结果表明:CPE的加入使复合材料形成了交联网状结构,从而有效地提高了其力学强度。在加入Sb_2O_3后,由于无机纳米粒子较低的热导率,使得燃烧过程中热传递较慢。热力学结果表明,CPE和Sb_2O_3阻燃剂能有效地提高PVC/ABS复合材料的热稳定性以及阻燃性能。同时,CPE可以提高其力学性能,Sb_2O_3可以提高其抗拉强度,但由于不同浓度的Sb_2O_3粒子在基体中的分散性不同,其在高浓度下的冲击强度相比于纯PVC/ABS复合材料明显下降。     

激光标记PBT/Sb_2O_3复合材料的制备及其机理研究

为了研究聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)/三氧化二锑(Sb_2O_3)复合材料的激光标记效果和机理,以PBT为基体树脂,Sb_2O_3为激光标记添加剂,通过熔融共混法制备了PBT/Sb_2O_3复合材料。使用掺钕钇铝石榴石(Nd:YAG)激光器对PBT/Sb_2O_3复合材料进行激光标记。通过肉眼观察和标记处与空白处的明暗度变化值来综合评价PBT/Sb_2O_3复合材料的标记效果,使用X射线光电子能谱(XPS)、拉曼(Raman)光谱、X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对标记表面进行了表征分析。结果显示,Sb_2O_3的加入改善了PBT的激光可标记性,当Sb2O3质量分数为3.0%时,PBT/Sb_2O_3复合材料的标记效果最佳;激光标记后复合材料的Raman谱图出现无定形碳的特征峰,而XRD谱图没有出现新的特征峰,表明PBT/Sb2O3复合材料的激光标记变色现象是由于Sb_2O_3吸收激光产生局部高温,使PBT发生炭化热解生成无定形碳类物质,在这一过程中Sb_2O_3的晶型结构没有发生变化。     

微胶囊红磷及其协同阻燃PA6复合材料研究

以三聚氰胺甲醛树脂为囊材,红磷为芯材,过硫酸铵为催化剂,制备了具有核壳结构的微胶囊红磷(MRP),同时复配三氧化二锑(Sb_2O_3)、聚溴苯和玻璃纤维(GF),采用熔融挤出法制备了不同配方的聚酰胺6(PA6)复合材料,研究了复合材料的力学性能与阻燃性能。结果表明:当分散剂聚乙二醇400质量分数为2%,反应3 h时,MRP自燃温度达到469℃;阻燃剂总量相同时,在GF增强PA6基体中同时加入MRP、助阻燃剂(Sb_2O_3或聚溴苯),得到的复合材料比单独加入MRP具有更好的阻燃性能;且当PA6∶MRP∶Sb_2O_3∶GF为100∶15∶5∶30时,PA6复合材料的极限氧指数为29.4%,垂直燃烧等级达到V-0级,冲击强度达到最佳值2.95 kJ/m~2。     

环保型阻燃ABS复合材料的制备与性能研究

采用阻燃剂十溴二苯乙烷(DBDPE)和三氧化二锑(Sb_2O_3)、氢氧化铝(Al(OH)_3)、硅酮粉等协效阻燃剂以及抗滴落剂等环保阻燃体系熔融共混制备阻燃ABS复合材料,并对复合材料力学性能、热性能和阻燃性能等进行分析与研究。研究表明,该环保阻燃体系对ABS材料具有良好的阻燃效果,使阻燃材料达到V-0级时DBDPE的最少添加量为8%;随着DBDPE添加量的增加,复合材料的屈服应力、10 mm对应的弯曲强度、简支梁缺口冲击强度等力学强度性能均呈下降趋势,而负荷热变形温度(1.8 MPa)有所提高;当DBDPE添加量在6%时复合材料的弯曲模量最低、负荷热变形温度(1.8 MPa)最高,分别为2 306 MPa和75.2℃。     

环保型溴—锑阻燃体系在聚苯乙烯中的应用

用十溴二苯乙烷(DBDPE)和三氧化二锑(Sb_2O_3)组成的协效阻燃体系作为聚苯乙烯(PS)的阻燃剂,采用熔融共混制备PS片材,并探究了不同配比下,Br/Sb阻燃剂的阻燃效果。结果表明,DBDPE和Sb_2O_3之间存在很好的协效作用,Br/Sb阻燃剂的加入明显提高了PS的热稳定性及阻燃性能。当PS/(Br+Sb)的质量比为83/17(其中Br/Sb质量比为17/3)时,片材的阻燃性能最佳,其UL94测试达到V–0级别,极限氧指数可达30.1%。在力学性能方面,Br/Sb阻燃剂的加入对PS材料的冲击强度影响较小,其拉伸强度有明显降低。     

Sb_2O_3/石墨烯对水溶性酚醛树脂的增韧研究

以异丙醇水溶液为介质,采用光催化还原法制备了三氧化二锑(Sb_2O_3)/石墨烯复合材料;然后以Sb_2O_3/石墨烯作为增韧改性剂,制备出增韧改性水溶性PF(酚醛树脂)。研究结果表明:当w(Sb_2O_3/石墨烯)=1.5%时(相对水溶性PF质量而言)时,水溶性PF的冲击强度升至14.87 kJ/m~2、临界应变能释放率(GIC)达到412 J/m~2和临界应力强度因子(K_(IC))达到1.68 MPa·m~(0.5);改性水溶性PF的增韧效果良好,其断面呈韧性破坏特征,并且表现出良好的断裂韧性。     

四溴双酚A、氧化锑在环氧树脂-聚酰胺固化体系中阻燃机理的研究

本文以直接火焰燃烧法来检定耐燃性,研究了四溴双酚A(TBA)与氧化锑(Sb_2 O_3)对环氧树脂耐燃性能的影响,并以热失重分析方法探索TBA/Sb_2 O_3体系对环氧树脂热分解行为及阻燃性规律的影响,指出当TBA/Sb_2 O_3为30/10份用量(对100份树脂而言)时,具有最好的阻燃效果。     

PNP/Sb_2O_3协同阻燃NR/CPVC热塑性弹性体的研究

阻燃天然橡胶/氯化聚氯乙烯(NR/CPVC)热塑性弹性体(TPV)是在双辊炼塑机上采用动态硫化法制备而成。主要研究了单用磷氮阻燃剂(PNP)及PNP/三氧化锑(Sb_2O_3)复配阻燃剂对TPV力学性能及阻燃效果的影响,采用热重法(TG)对TPV进行了热氧降解性能分析及阻燃机理探讨。结果表明,少量Sb_2O_3即可与PNP形成有效的协效阻燃作用,并且采用质量分数为40%的PNP与质量质量分数为3%的Sb_2O_3复配阻燃的TPV的相对极限氧指数值(LOI)可达到26.9%,燃烧等级达到UL 94-V0级,只溢出稀薄白色烟雾,并具有较高的力学性能保持率,而添加质量分数为40%的PNP与质量分数为5%的Sb_2O_3复配阻燃剂的TPV的LOI值则达到28.1%。凝聚相成炭阻燃机理是PNP/Sb_2O_3的主要阻燃机理,而阻燃剂在高温下释放不燃性气体的气相阻燃也起到较好的辅助效果。     

溴系阻燃剂对ABS阻燃及力学性能的影响

分别以十溴二苯乙烷(DBDPE)、溴代三嗪(FR-245)、六溴环十二烷(HBCD)为阻燃剂,三氧化二锑(Sb_2O_3)为协效剂,对丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)进行阻燃改性。采用极限氧指数、垂直燃烧仪(UL-94)、扫描电子显微镜(SEM)、热重分析(TGA)、力学性能等手段研究了阻燃剂的种类和用量对ABS阻燃性能与力学性能的影响。结果表明,阻燃效率的排列顺序为DBDPEHBCDFR-245,而HBCD阻燃ABS复合材料的力学性能最佳。     

有机/无机协同阻燃木塑复合材料的制备与性能研究

以低密度聚乙烯(LDPE)、桉木粉为原料,马来酸酐接枝低密度聚乙烯(LDPE-g-MAH)为共混增容剂,基于9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)制备的有机磷阻燃剂(D-bp)与无机阻燃剂三氧化二锑(Sb_2O_3),利用熔融共混法制备了有机/无机协同阻燃木塑复合材料(WPC),并通过锥形量热和热重分析(TGA)对其阻燃性能、热性能进行分析。结果表明,D-bp与Sb_2O_3具有良好的协同阻燃效果,当D-bp和Sb_2O_3母粒添加量分别为7.5%和5%时,WPC的峰值热释放速率(p-HRR)、总热释放量(THR)和有效燃烧热(EHC)为346.2 kW/m~2、94.8 MJ/m~2和24.6 MJ/kg,与未改性WPC相比分别降低了28.2%、28.3%和22.2%;失重5%的温度和残炭率为254.4℃和21.5%,分别提高了97.2℃和8.9个百分数。     

溴系阻燃剂的溶解性能及分离回收研究

针对废旧电子塑料再生利用带来的环境污染和健康风险,测定了不同温度下十溴联苯醚(DBDPO)、十溴二苯乙烷(DBDPE)在柠檬烯溶剂中的饱和溶解度,并利用固-液平衡模型对数据进行了关联。根据两种溴系阻燃剂(BFRs)的溶解度差异,结合现有废旧电子塑料的溶剂法再生工艺,建立了分离DBDPO、同时回收利用DBDPE及三氧化二锑(Sb_2O_3)的新工艺。结果表明,DBDPE的热过滤分离温度不宜高于60℃,DBDPO的冷冻分离温度范围为0~5℃。冷冻分离后的塑料溶液在40℃、3 000 r/min的搅拌速度下,用2倍塑料溶液体积的正丙醇沉淀回收聚苯乙烯塑料,所得再生塑料的PBDEs浓度被降低到0.075%,DBDPE、Sb2O3的回收率分别达到了85.91%和95.75%。     

HDPE/DBDPO/Sb2O3/导电炭黑体系的形态和性能

研究了不同导电炭黑、十溴联苯醚(DBDPO)/Sb_2O_3复合阻燃剂对高密度聚乙烯(HDPE)性能的影响。不同导电炭黑存在不同的逾渗阈值。HDPE/DBDPO/Sb_2O_3/导电炭黑复合材料的基体呈微观网状结构,复合材料具有良好的抗静电性能,表面电阻达2.2×10~3Ω,阻燃性能、物理性能等满足MT 558.1—2005的要求。     

环保型溴系阻燃剂在ABS复合材料中的应用

分别采用十溴二苯乙烷(DBDPE)、四溴双酚A(TBBA)、溴代三嗪(Br N)为阻燃剂和三氧化二锑、氢氧化铝、硅酮粉、抗滴落剂等协效阻燃剂复配,与丙烯腈–丁二烯–苯乙烯塑料(ABS)通过熔融共混挤出制备阻燃ABS复合材料,对比了这3种阻燃剂对复合材料阻燃性能、力学性能、熔体流动性能和热性能的影响。结果表明,添加质量分数为8%的DBDPE即可使ABS复合材料垂直燃烧等级达到V–0级,热变形温度达到74.3℃,但DBDPE对复合材料拉伸、冲击性能及熔体流动性能有较大的负面影响;当3种阻燃剂质量分数均为12%时,添加Br N的复合材料的垂直燃烧等级达到V–0级,缺口冲击强度和热变形温度最高,分别为27.0 k J/m2和74.7℃,热稳定性最好,但拉伸和弯曲强度较低,在相同阻燃剂用量下,添加TBBA的复合材料拉伸、弯曲强度和MFR最大,分别为41.6,60.5 MPa和22.3 g/10 min,但其垂直燃烧等级仅为V–1级。