原位共聚合改性HIPS/氢氧化镁复合材料的性能

采用乙烯基硅烷在氢氧化镁(MH)表面引入乙烯基后与苯乙烯原位聚合,制备苯乙烯原位共聚合改性MH。将改性前后的MH、微胶囊红磷(MRP)、高抗冲聚苯乙烯(HIPS)按不同配比熔融复合制备HIPS/MH和HIPS/MH/MRP复合材料。研究了复合材料的力学性能和阻燃性能。结果表明:改性后的MH能显著提高复合材料的冲击强度。改性前后的MH与MRP的协同阻燃效应使HIPS/MH复合材料极限氧指数提高到28.9%,UL 94垂直燃烧达到V-0级。MH与MRP的协同作用增加了HIPS/MH复合材料的点燃难度,有效抑制了HIPS的热释放速率和烟释放速率,对HIPS起到良好的阻燃作用。     

无卤阻燃ABS/TPU复合材料阻燃性能的研究

采用了微胶囊红磷(MRP)、氢氧化镁(MH)、聚硅氧烷组成复合阻燃剂,对丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)/热塑性聚氨酯(TPU)合金进行改性,获得了环保型阻燃ABS/TPU复合材料。对该复合材料进行了阻燃性能、热稳定性测试和炭层形貌分析。结果表明,当复合阻燃剂MRP/MH质量比为1/1且添加量为16份时,复合材料的极限氧指数(LOI)为25.7%,垂直燃烧性能通过FV-0级;TPU结构中因含氧,有利于MRP/MH阻燃体系阻燃;添加6份聚硅氧烷,复合材料垂直燃烧级别达到FV-0级,聚硅氧烷燃烧过程中通过改变炭层形貌,提高阻燃性。     

CONE法研究聚磷酸铵和硼酸对环氧树脂复合材料的阻燃作用

采用锥形量热法研究了聚磷酸铵(APP)、硼酸及由这两者组成的复配阻燃剂对环氧树脂(EP)复合材料燃烧性能的影响.结果表明:APP可使EP复合材料燃烧时的热释放量和烟释放量大大降低,到495s时累积热释放量为27.3MJ/m2,烟产生速率为2243m2/m2,与未阻燃EP复合材料相比分别下降了37%和49%,阻燃抑烟效果显著;硼酸推迟EP复合材料热解时间,延缓了烟尘和有毒气体的释放;APP与硼酸之间存在着协同阻燃作用,APP在燃烧前期催化EP成炭,硼酸降低燃烧后期的累积热释放量.     

高抗冲聚苯乙烯/微胶囊红磷/膨胀石墨阻燃材料的制备及性能研究

用熔融混合法制备了高抗冲聚苯乙烯(HIPS)/微胶囊红磷(MRP)/膨胀石墨(EG)无卤阻燃材料.用氧指数法、垂直燃烧及热重分析等方法研究了EG/MRP复配阻燃剂对高抗冲聚苯乙烯的阻燃作用,并对阻燃前后的HIPS复合阻燃材料进行了红外分析。结果表明,MRP和EG复配,可以使HIPS的氧指数提高到27%,垂直燃烧级别达到FV-0(1.5 mm);但是MRP与EG之间不存在协同阻燃效应;复配阻燃剂的作用机理为凝聚相阻燃机理,抗滴落剂的加入可以有效阻止材料燃烧时的滴落,提高材料的阻燃级别。     

类水滑石协效阻燃聚氨酯硬泡的研究

采用氧化镁烟气脱硫固废制备了类水滑石(HTLcs)。通过氧指数仪、锥形量热仪研究了类水滑石对聚氨酯硬泡(RPUF)/聚磷酸铵(APP)阻燃体系的阻燃和抑烟性能的影响。研究表明,当聚磷酸铵用量为40%、HTLcs用量为10%时,聚氨酯硬泡的极限氧指数(LOI)达到了34.2%,其最大热释放速率(PHRR)由RPUF的140 k W/m~2降低到85 k W/m~2,减幅达39.3%,且最大烟释放速率(PSRR)低于0.25 m~2/s。类水滑石与APP具备一定的协效阻燃和抑烟性能。     

Mg(OH)_2-Al(OH)_3-微胶囊红磷协同阻燃POE的研究

以氢氧化镁(MH)、氢氧化铝(ATH)为无卤阻燃剂,微胶囊红磷(MRP)为阻燃增效剂,通过共混挤出制备了一系列的阻燃聚烯烃弹性体(POE)复合材料。采用垂直燃烧、极限氧指数、热失重、傅里叶红外、微型量热分析等方法研究了其阻燃性能及阻燃机理。研究表明,同MH/POE和ATH/POE相比,MH/ATH/POE有较好的阻燃协效性,氧指数达到25.0%,残炭量达到31.7%,但垂直燃烧性能较差(测试无级别)。继续加入6份MRP后,体系的阻燃性能明显提高,其氧指数上升至27.5%,残炭量高达35.2%,垂直燃烧达到V-0级。表明MH/ATH和MRP对POE具有显著的协同阻燃作用。FTIR和TGA实验结果显示,MRP/MH/ATH/POE复合材料燃烧后生成了磷酸及其衍生物,增强了体系的成炭能力,促进了凝聚相阻燃效果,MRP阻燃机理主要表现为凝聚相阻燃。     

竹炭增强膨胀阻燃聚乳酸的制备及其热降解行为研究

将竹炭(BPC)与膨胀阻燃剂(IFR)复配得到协效增强膨胀阻燃体系(BPC/IFR)添加到聚乳酸(PLA)中,加工成阻燃改性PLA材料,并测试了材料的阻燃性能、热降解行为和燃烧行为。实验结果表明,PLA/10%IFR/5%BPC体系可通过UL 94V-0级测试,极限氧指数(LOI)值为31.6%。N_2气氛下,800℃时PLA/IFR/BPC体系残炭率增大了8.5%。锥形量热(CONE)实验结果表明,PLA/IFR/BPC的热释放速率(HRR)和总热释放量(THR)都明显降低,THR值由91.4 MJ/m~2降至60.1 MJ/m~2。     

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%。     

卡拉胶/金属氧化物协同聚磷酸铵制备阻燃天然橡胶

将卡拉胶(KC)、聚磷酸铵(APP)分别和Fe2O3、CuO、Al2O3、MnO24种金属氧化物(MO)三者复配构成的协同阻燃剂(KC/MO/APP)加入到天然橡胶(NR)中,制备了NR/KC/MO/APP复合材料.通过极限氧指数(LOI)、垂直燃烧(UL-94)、锥形量热(CCT)测试了其阻燃性能.结果表明,NR/KC/MO/APP复合材料的阻燃等级均达到UL-94 V-0级,LOI在26.5％～27.3％之间,具有较好的阻燃性.与NR相比,NR/KC/CuO/APP复合材料的热释放速率峰值和总热释放量分别下降了63.7％和42.0％.同时KC/MO/APP还有抑烟作用,NR/KC/Fe2O3/APP复合材料总烟释放量比NR下降了35.0％,处于最低水平.TGA结果显示,NR/KC/CuO/APP复合材料800℃时的残炭量(W800)达到34.85％,比NR/APP提高了28.7％.NR/KC/MO/APP复合材料炭层更致密,表明KC/MO与APP的协同作用对形成稳定炭层起着重要作用.另外,NR/KC/MnO2/APP复合材料力学性能最优,其拉伸强度和断裂伸长率比NR/APP分别提高32.6％和20.9％,表明MnO2的加入可弥补阻燃剂对NR造成的力学性能损失.     

THEIC成炭剂在ABS复合材料中的运用

针对丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)的易燃性,利用3-(2-羟乙基)异氰脲酸酯(THEIC)/硅包裹聚磷酸铵(Si-MCAPP)制备了新型膨胀阻燃剂(IFR),提高了ABS树脂的阻燃性和热稳定性,并通过极限氧指数测试(LOI)、垂直燃烧(UL-94)测试、热重分析(TG)和锥形量热仪(CONE)等测试方法表征复合材料。研究结果表明,当IFR中THEIC与Si-MCAPP的质量比为1∶2时,ABS复合材料的阻燃性最佳,LOI值达到29. 7%,UL-94通过了V-1级,TG与CONE测试表明,相比于纯ABS,复合材料的残炭率从2. 9%增加到24. 3%,最大热释放速率(PHRR)从734. 3 k W/m2降低到280. 7 k W/m2,总热释放量(THR)从93. 5 MJ/m2降低到43. 5 MJ/m2,总烟释放量(TSP)降低了39. 8%,燃烧形成的炭层更加致密和完整。     

聚苯乙烯阻燃复合材料的制备及性能

以聚苯乙烯(PS)接枝的改性氧化石墨烯[(GO–KH570)-g-PS)]、聚磷酸铵(APP)为阻燃剂,添加到PS中制备阻燃复合材料。对阻燃复合材料进行扫描电子显微镜(SEM)、热失重(TG)、极限氧指数(LOI)、垂直燃烧等级、熔体流动速率(MFR)测试。结果表明,(GO–KH570)-g-PS与PS有较好的相容性,在添加量较低时其阻燃作用显著且能明显改善阻燃剂与聚合物相容性差的问题,(GO–KH570)-g-PS不仅具有阻燃作用而且具有增容作用。当(GO–KH570)-g-PS质量分数为7.5%,APP质量分数为2.5%时,阻燃复合材料的LOI可达到27.8%,垂直燃烧等级达到V–1级别,在700℃时的残炭率达9.30%,在250℃时的MFR为31.27 g/(10 min),并且阻燃复合材料力学性能得到改善,其缺口冲击强度为2.71 k J/m2,拉伸强度为34.643 MPa。     

基于锥形量热仪法对环氧树脂燃烧性能的研究

为了评价阻燃环氧树脂的阻燃性能以及燃烧行为,通过锥形量热仪(CONE)对阻燃后的环氧树脂进行了测试,得出热释放速率(HRR),总热释放量(THR),烟释放速率(SPR),总烟生成量(TSP),二氧化碳生成量(CO_2P),一氧化碳生成量(COP)等数据。数据结果显示:加入阻燃剂后以上数据均有不同程度的下降,Peak-HRR为110k W/m~2,THR为67.3m J/m~2,Peak-SPR为0.08m~2/s,TSP为14.4m~2/kg。很好的解释了聚磷酸铵(APP)和三聚氰胺(MCA)具有较好的阻燃环氧树脂的作用。     

PLA/DDGS/RDP/ATH复合材料的制备及性能研究

以聚乳酸为基体,将酒糟(DDGS)、间苯二酚双(二苯基磷酸酯)(RDP)与氢氧化铝(ATH)复配作为阻燃剂,通过熔融共混制得PLA/DDGS/RDP/ATH复合材料,同时研究了不同配方的复合材料的热稳定性能、力学性能和阻燃性能。结果表明,所制得的PLA/DDGS/RDP/ATH复合材料综合性能优异,当阻燃剂的总量为30%,且DDGS/RDP/ATH的质量比为1/1/4时,阻燃聚乳酸的LOI值达到24.5%,阻燃级别达V-2级。     

DOPO衍生物阻燃环氧树脂的制备与性能研究

通过3-氨基苯氧基邻苯二甲腈(3-APN)与9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)反应,合成腈基型含磷阻燃剂DOPO-ATR,将阻燃剂按一定比例与双酚A型E-51环氧树脂复合,制备阻燃环氧固化物。通过TG测试、LOI测试、垂直燃烧测试和锥形量热测试,探究DOPO-ATR对阻燃环氧固化物的热稳定性和阻燃性能的影响,同时探究DOPO-ATR的阻燃机理。结果表明:当DOPO-ATR的添加量为10%时,阻燃环氧树脂的LOI值最大为34.8%,与纯EP相比提升55.4%;UL-94等级为V-0级,热释放速率峰值最小为533.28 kW/m~2,与纯EP相比降低32%;总热释放量最小为58.98 MJ/m~2,与纯EP相比降低43%;总烟气释放量最小为35.0 m~2。同时,DOPO-ATR的加入能够提高EP的热稳定性和残炭率。通过阻燃机理可知,DOPO-ATR在气相和凝聚相中均表现阻燃效果。因此,DOPOATR对EP具有一定的阻燃效果,且阻燃剂含量为10%时,阻燃效果最好。     

甲基乙烯基硅橡胶/六苯氧基环三磷腈/三聚氰胺阻燃复合材料的制备与性能

为了提高甲基乙烯基加成硫化型硅橡胶(VMQ)的阻燃性能,向基体中加入了六苯氧基环三磷腈(HPCP)和三聚氰胺(MEL)阻燃剂,研究了VMQ/HPCP/MEL阻燃复合材料的阻燃性能、燃烧行为、热稳定性能和力学性能。结果表明,HPCP和MEL对VMQ具有协同阻燃作用,当HPCP与MEL的质量比为1/2时,VMQ/HPCP/MEL阻燃复合材料的氧指数最高为30.8%,UL-94等级达到V-0级;燃烧时间从520 s缩短到415 s,总热释放量从53.53 MJ/m~2降低到45.80 MJ/m~2,燃烧后得到的残炭致密;材料的热稳定性比单独添加HPCP和MEL时更好,力学性能最好,拉伸强度为1.69 MPa,扯断伸长率为262%。     

无卤阻燃硅烷交联聚乙烯/橡胶的制备及性能

研究了氢氧化镁(MH)和微胶囊化红磷(MRP)不同添加量及不同配比对硅烷交联聚乙烯(SXPE)体系的氧指数、热释放速率、发烟量等燃烧性能的影响。结果表明，MRP对MH阻燃SXPE有协效作用，添加适量的MRP，SXPE／MH／MRP体系(PRMH2)的氧指数最高达37．5％。三元乙丙橡胶改善SXPE／MH体系力学性能的同时，阻燃性能也大幅度提高．阻燃级别由UL-94V-1级提高到VL-94V-0级。     

硬质聚氨酯泡沫/聚磷酸铵复合材料的制备及阻燃性能研究

以聚磷酸铵(APP)为阻燃剂,采用一步法全水发泡制备一系列硬质聚氨酯泡沫/聚磷酸铵复合材料(RPUF/APP),通过扫描电镜(SEM)、热重分析(TG)、极限氧指数(LOI)、UL94垂直燃烧以及烟密度测试来研究聚磷酸铵对硬质聚氨酯泡沫(RPUF)泡孔结构、热稳定性、阻燃性能以及燃烧烟密度的影响。研究表明,聚磷酸铵可以明显提高RPUF/APP复合材料的阻燃性能,30份的聚磷酸铵使得RPUF/APP达到UL94 V-0级别,LOI达到23. 6%。同时发现,APP的加入会降低RPUF/APP泡沫复合材料的热分解温度,提高其成炭率和炭层的高温稳定性,并降低复合材料的燃烧烟密度,有效提高复合材料火灾安全性能。     

无卤阻燃PP/APP/PTP/PER阻燃性能和热性能

采用极限氧指数(LOI)、垂直燃烧试验和热失重(TG)等手段分析了含磷三嚷环聚合物(PTP)对阻燃聚丙烯的阻燃性能及热性能的影响.结果表明,PTP有助于聚丙烯阻燃性能的提高;当添加29%(质量分数)多聚磷酸铵(APP)/季戊四醇(PER)/PTP阻燃剂时,阻燃聚丙烯LOI达到28.4%,UL-94阻燃级别达到V-0级,700℃时在氮气和空气中阻燃聚丙烯残炭率分别为25.5%和20.3%.     

MRP/MH/EG协同阻燃HDPE的性能研究

以微胶囊化红磷(MRP)、氢氧化镁(MH)及可膨胀石墨(EG)为阻燃剂,采用熔融挤出法制备了多组高密度聚乙烯(PE-HD)阻燃复合材料。采用氧指数测试、垂直燃烧测试、红外光谱分析、激光拉曼光谱分析、热重-差热分析、扫描电子显微镜分析及拉伸性能测试等方法对复合材料的阻燃性能、热稳定性、力学性能和断面的微观形貌进行了研究,并探讨了阻燃机理。结果表明,单独使用EG时阻燃效果差,但将EG与MRP、MH复配使用能有效改善材料的阻燃性能;当PE-HD/MH /MRP /EG = 100/35/15/5(质量份,下同)时,复合材料的氧指数为28.5 %,垂直燃烧达到UL 94 V-0级,而阻燃剂的加入对材料拉伸性能的影响并不是很大;SEM分析表明, EG与PE-HD基材有很好的相容性,而MRP或MH与PE-HD基材的相容性较差。     

可膨胀石墨/聚磷酸铵协同阻燃聚苯乙烯的研究

将可膨胀石墨(EG)与聚磷酸铵(APP)复配并添加至聚苯乙烯(PS)基体中,制备了PS/EG/APP阻燃复合材料。通过极限氧指数(LOI)、水平垂直燃烧(UL 94)测试,以及热重分析(TG)和扫描电镜分析(SEM)对PS/EG/APP阻燃复合材料的阻燃性能和热稳定性进行了检测,并优化了该材料配方。结果表明:复合阻燃剂EG/APP的加入,使得体系的LOI值与热稳定性均明显提高。其中当复合阻燃剂EG/APP的添加量为30 phr,且质量比为3:1时,阻燃体系的LOI值可达到31.8%,而单独添加同量EG或APP的阻燃体系,其LOI值仅为29%和20.8%,这说明EG与APP之间存在协同效应。