Trimer阻燃聚碳酸酯的研究

将三(1-氧代-1-磷杂-2,6,7-三氧杂双环[2,2,2]辛烷-4-亚甲基)磷酸酯(trimer)用于阻燃聚碳酸酯(PC),研究了它对PC阻燃性能、机械性能、热分解行为及灼烧残炭的影响.将trimer用于PC时,其质量分数为8%的用量即可使PC的阻燃级别达到UL 94 V-0(试样厚度为3.2 mm)级,极限氧指数达33%.值得注意的是,加入trimer可改善PC的拉伸强度,特别是弯曲强度及弯曲模量.热分析数据表明,trimer可提前并加速PC的交联成炭,但不能提高PC的成炭率.此外,扫描电子显微镜照片显示,trimer可使炭层轻微发泡膨胀,也可改善炭层质量.     

磷–氮膨胀型阻燃剂复配协同阻燃聚甲醛的研究

采用磷–氮复配膨胀型阻燃剂(50A)与酚醛树脂(PF)进行复配,研究了不同配比对聚甲醛(POM)的阻燃性能和力学性能的影响。通过垂直燃烧试验、极限氧指数法、热重分析研究了复配阻燃剂对POM的阻燃作用,并对阻燃POM材料燃烧后的残炭进行红外分析。结果表明,采用50A/PF复配的阻燃POM材料的垂直燃烧级别达到UL94 V–1级,极限氧指数可达26.7%;热重分析显示,阻燃POM材料在800℃时的残炭率显著提高;红外光谱分析证实了50A与PF在POM中有良好的协效阻燃作用。     

阻燃聚甲醛的研究

通过阻燃剂的筛选实验，正交实验和配方实验研制了阻燃聚甲醛（POM），并研究了阻燃POM的成型加工工艺。结果表明，最适于POM的阻燃剂为三聚氰胺，聚磷酸铵（APP）和季戊四醇双磷酸酯三聚氰铵盐（MPP）；将这三种阻燃剂复配使用，其效果比单独使用好，具有协同作用，在100份POM中加入40份APP和MPP的混合物及20份三聚氰胺，可使阻燃POM的氧指数达到49％；在100份POM中加入30份APP和MPP的混合物，20份三聚氰胺及10份吸醛剂A，可使阻燃POM的氧指数达到50％，垂直燃烧达FV－0级，两者的力学性能下降率小于50％＜阻燃POM挤出造粒时宜采用渐变式螺杆挤出机；注塑时宜采用螺杆式注塑机，挤出和注射成型的工艺条件与普通POM相同。     

包覆态和共混态磷酸酯/无机体系阻燃性能研究

研究了氢氧化镁、氢氧化铝或二氧化硅包覆笼状磷酸酯微胶囊以及上述3种无机阻燃剂和笼状磷酸酯复配共混用于阻燃环氧树脂的性能。采用极限氧指数,垂直燃烧（UL94）以及热分析（TG/DTG）对比了各阻燃体系的阻燃协效性能和热行为。结果表明,3种无机物在复配共混体系中都和笼状磷酸酯有较好的协同阻燃作用,而在包覆体系中阻燃性能都较差。添加量都为20 %（17 %笼状磷酸酯和3 %无机阻燃剂）,复配共混体系阻燃环氧树脂的极限氧指数可达32 %,且都可以达到UL94 V0级;而相应包覆微胶囊体系阻燃环氧树脂的极限氧指数约为24 %,阻燃级别仅达UL94 V2级。     

磷腈/三嗪双基分子复配阻燃聚乳酸

将磷腈/三嗪双基分子阻燃剂（HTTCP）分别与六苯氧基环三磷腈（HPCTP）和季戊四醇磷酸酯（PEPA）按不同配比复配,采用熔融共混法制备了阻燃聚乳酸（PLA）的复合材料。采用热失重分析仪、极限氧指数仪、垂直燃烧试验箱和锥形量热仪研究了2种复配阻燃体系及其配比对PLA阻燃复合材料热稳定性和阻燃性能的影响,并采用扫描电子显微镜对材料的残炭形貌进行了分析,探究了其阻燃机理。结果表明,PEPA/HTTCP复配阻燃剂的阻燃效果优于HPCTP/HTTCP复配阻燃剂。当PEPA/HTTCP的质量比为3/1,总添加量为20 %时,阻燃PLA的极限氧指数最高,为27.2 %,热释放速率峰值、平均热释放速率以及热释放总量达到最小值,且能够达到UL 94 V-0级。     

阻燃剂DOPO-FR的合成及阻燃聚氨酯的性能研究

以苯胺、苯甲醛、9,10二氢9氧杂10磷杂菲10氧化物（DOPO）为原料合成了一种新型阻燃剂9,10二氢9氧杂10磷杂菲10氧化物4\[(苯胺)甲基\]苯（DOPO FR）,并与磷酸三乙酯(TEP)、膨胀石墨(EG)复配制备了阻燃聚氨酯泡沫材料。采用红外光谱分析仪、核磁共振分析仪对DOPO FR的化学结构进行表征,并利用极限氧指数、热重分析仪等对阻燃聚氨酯泡沫材料进行性能分析。结果表明,DOPO FR质量为多元醇的20 %,聚氨酯泡沫材料的极限氧指数就可达24.7 %;DOPO FR的加入提高了聚氨酯泡沫的力学性能和热稳定性;EG、TEP、DOPO FR三者协同阻燃可使聚氨酯泡沫的极限氧指数达到32 %。     

玻纤对阻燃聚甲醛复合材料阻燃性能、力学性能及流变行为的影响研究

采用熔融共混法制备了膨胀型阻燃剂(IFR)和玻纤(GF)增强改性的聚甲醛复合材料,利用垂直燃烧测试、极限氧指数测试、简支梁摆锤冲击试验机及万能力学测试仪考察了阻燃聚甲醛体系的阻燃性能及力学性能,并采用旋转流变仪测定了复合材料的流变性能。结果表明,质量分数为20%GF的加入使聚甲醛(POM)/IFR复合体系的拉伸强度提升15.8%,弯曲强度提升16.0%,冲击性能提升1倍。与未添加GF的复合体系相比,POM/IFR/GF复合材料表现出更高的动态模量和复数黏度。由于GF"烛芯效应"的作用,GF的加入未实现UL94阻燃等级。通过酚醛树脂对GF进行表面改性(m GF)后,POM/IFR/GF复合体系的极限氧指数(LOI)由22.7%提升至34.6%,力学性能略有提升,体系的模量、复数黏度均低于未改性GF增强体系。     

RDP与葫芦脲协同阻燃聚碳酸酯的研究

采用间苯二酚二苯基磷酸酯（RDP）复配大环分子葫芦［6］脲（CB［6］）对聚碳酸酯（PC）进行无卤阻燃改性。通过极限氧指数仪、锥形量热仪、热失重分析仪及扫描电子显微镜测试分析了阻燃体系的阻燃性能、热性能及燃烧炭层的微观形貌。结果表明,RDP与CB［6］复配质量比为6∶2时阻燃效果最好,材料的极限氧指数达到32.5 %,通过UL 94 V-0级,热释放速率峰值(PHRR)降低至266 kW/m2;复配阻燃体系的加入改善了PC热稳定性,提高了阻燃复合材料的残炭率;复配阻燃体系能促进形成连续致密的膨胀炭层。     

多功能磷酸酯共聚物阻燃HDPE木塑复合材料的性能

以1-氧基磷杂-4-羟甲基-2,6,7-三氧杂双环[2.2.2]辛烷、多聚磷酸、1,4-丁二醇二缩水甘油醚、双酚A型环氧树脂和三聚氰胺为原料合成磷酸酯共聚物，以其为阻燃剂对高密度聚乙烯（HDPE）/木粉（WF）木塑复合材料进行阻燃改性，并评价了阻燃剂含量对复合材料阻燃性能、力学性能和热性能的影响。结果表明：集酸源、气源和碳源为一体的磷酸酯共聚物的热稳定性明显高于常规磷系阻燃剂，阻燃剂含量为20%(w)时，HDPE/WF复合材料的垂直燃烧等级达到UL 94 V-0级，极限氧指数高达31.5%，残炭量提高了21.5%(w)；随阻燃剂含量增加，复合材料的拉伸强度呈先上升后下降的趋势。     

无卤阻燃高抗冲聚苯乙烯材料阻燃性能的研究

以微胶囊红磷（MRP）母料和聚苯醚（PPO）为复配阻燃剂,采用熔融共混法制备了无卤阻燃高抗冲聚苯乙烯（PS-HI）材料,采用氧指数、垂直燃烧法和热失重分析研究了复配阻燃剂对PS-HI的阻燃作用,对阻燃PS-HI热失重后的残留物进行红外分析。结果表明,10 %的MRP母料和18 %的PPO复配,可以使PS-HI的氧指数提高到34 %,垂直燃烧级别达到FV-0（1.5 mm）。MRP与PPO之间存在协同阻燃效应,复配阻燃剂的作用机理为凝聚相阻燃机理。     

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。     

聚磷酸铵基复合膨胀型阻燃剂的制备及其对聚甲醛的阻燃作用

针对聚甲醛(POM)阻燃的难点,在传统简单共混膨胀阻燃体系聚磷酸铵(APP)/三聚氰胺(ME)/季戊四醇(PER)的基础上,采用高温热反应处理技术将APP(酸源)、ME(气源)和PER(炭源)集成在一个大分子膨胀阻燃体系(RMAPP)中,并将所得大分子一体化产物RMAPP阻燃POM,解决了简单共混膨胀体系中各组分混合不均匀、难分散以及与基体树脂相容性差的难题。研究结果表明:高温热反应产物RMAPP比传统的未经热处理简单共混阻燃体系具有较好的阻燃效果,当阻燃剂RMAPP的添加量为45%时,在垂直燃烧测试实验中,其3.2mm厚试样可达到UL94V—1级别。     

Influence of modified ammonium polyphosphate on the fire behavior and mechanical properties of polyformaldehyde

In this work, three kinds of APP, coated with melamine (MF-APP), silane (GW-APP), epoxy (MC-APP) were employed to compound with novolac resin (Novolac) and melamine (ME), aimed to study the effect of the modified APP on the flame-retardant performance, mechanical properties, and thermal stability of polyformaldehyde (POM). The results showed that composites with modified APP exhibited better flame retardant and mechanical performance than that with unmodified APP. In contrast, GW-APP had the best synergistic effect with Novolac and ME, and POM/GW-APP composites reached UL-94 V-0 rating and its limit oxygen index (LOI) value was up to 34.0%. The morphology of the carbon layer showed that the silane coating material can promote the charring process in condensed phase better than epoxy and melamine coating materials in flame retardant POM system, leading to the formation of integrated char layers with more quantity and higher quality, which effectively delayed the mass and heat transfer during combustion.     

阻燃剂对热固性酚醛树脂阻燃性能影响的研究

通过氧指数、垂直燃烧等级及产烟率测定研究了氢氧化铝(ATH)、氢氧化镁(MH)、膨胀石墨(EG)、膨胀型阻燃剂(IFR)等以单一或协同复配的形式对酚醛树脂(PF)体系阻燃性能的影响,并采用差热分析(DTA)对体系的微观热行为进行了研究。结果表明,放热量最小的体系为ATH/MH/EG/PF,ATH/MH/EG/IFR/PF体系的氧指数最大,达到96。ATH/MH/PF体系的产烟率最低(72%)。添加阻燃剂后,体系的垂直燃烧等级可提高到UL94V-0级。     

Flame‐retardant and thermal degradation mechanism of low‐density polyethylene modified with aluminum hypophosphite and microencapsulated red phosphorus

Aluminum hypophosphite (AHP), a novel flame retardant, was used to improve the flame retardancy of low‐density polyethylene (LDPE) with microencapsulated red phosphorus (MRP). The synergistic effect between MRP and AHP was investigated by the limiting oxygen index (LOI), vertical burning test (UL‐94), and thermogravimetric analysis. When the contents of MRP and AHP were 10 and 30 phr, the LOI of LDPE/10MRP/30AHP composite was 25.5%, and it passed the UL‐94 V‐0 rating (the number before “MRP” and “AHP” is the loading of MRP and AHP, In LDPE/10MRP/30AHP, the content of the LDPE, MRP and AHP is 100phr, 10phr and 30phr, where phr refers to parts per hundreds of resin). The results of cone calorimetry testing show that the heat release rate of the composites was significantly reduced, and the strength of the char layer improved when the loading of AHP increased. The thermal stability of the LDPE/10MRP/30AHP composite was enhanced. The structure of the char was investigated by Fourier transform infrared spectrometry and scanning electron microscopy/energy‐dispersive spectrometry. The results indicate that AHP promoted the formation of stable char. This research provided a good way to prepare flame‐retardant materials with a halogen‐free flame retardant and contributed to environmental protection. © 2015 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2016 , 133, 43225.     

高分子阻燃剂BPS在PS-HI中的应用研究

通过熔融共混方法将高分子阻燃剂溴代聚苯乙烯 (BPS) 引入高抗冲聚苯乙烯 (PS-HI) 树脂基体中得到两者的共混体系,再在此共混体系中加入适量三氧化二锑 (AO) 和有机化改性蒙脱土 (OMMT) 作为阻燃协效剂,分别用水平燃烧、垂直燃烧、氧指数和高温热分解实验研究了共混体系的阻燃性能。结果表明,BPS本身对PS-HI的阻燃效率较低,加入少量AO就能够使PS-HI/BPS共混体系的阻燃性能显著提高。当PS-HI/BPS/AO的组成为100/30/10时,复合材料的氧指数达到28.1 %,水平和垂直燃烧级别分别达到FH-1级和FV-0级。同时加入AO和OMMT后,复合材料在高温下成炭能力明显增强,其阻燃机理由原来的气相阻燃变为气相与凝固相协同阻燃,但是由于材料的无焰燃烧时间过长,其垂直燃烧级别达不到FV-0级。     

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。