新型阻燃木塑复合材料的制备及其性能研究

应用有机硅阻燃剂(FRX-210)及FRX-210与聚磷酸铵(APP)或有机磷氮阻燃剂(PNP)的复合阻燃剂制备了阻燃木塑复合材料,研究了阻燃剂对PE基木塑复合材料的阻燃性能及力学性能的影响。结果表明,FRX-210使木塑复合材料的极限氧指数(LOI)提高,且随FRX-210添加量的增加而增加,添加40份FRX-210,使木塑材料的LOI提高了34%。FRX-210使木塑复合材料的热、烟、CO、CO_2释放量显著降低,火灾性能指数提高,且对材料的力学性能的影响较小。FRX-210与APP及PNP对PE基木塑复合材料具有阻燃协效作用,且FRX-210与APP复配后的阻燃效果明显优于与PNP复配的效果。     

APP/ADP体系阻燃木塑复合材料研究

选用聚磷酸铵(APP)与二乙基次膦酸铝(ADP)复配用于木塑复合材料(WPC)的阻燃并研究了材料的阻燃性能。结果表明,纯WPC的氧指数(LOI)值为23.5%,当单独添加19%(wt)的APP时,材料通过了垂直燃烧测试UL-94 V-0级,LOI值为28.9%。当APP与ADP以质量比为6∶1复配,阻燃剂总添加量仅为15%(wt)时,材料通过了UL-94 V-0级,LOI值达到了28.7%,表明ADP/APP体系对WPC具有很好的协同阻燃效应。力学性能测试表明,APP/ADP体系的加入对材料的力学性能影响较小。热重分析测试表明,APP/ADP体系促进了材料的初期热降解,但提高了材料的成炭性能。锥形量热测试及扫描电镜对残炭的测试表明,APP/ADP体系的加入使得材料在燃烧过程中形成了膨胀、连续的炭层,很好地抑制了材料的燃烧,使得材料的热释放速率、总热释放量显著降低。     

有机硅阻燃木塑复合材料的性能研究

利用甲基苯基聚硼硅氧烷(PB)及其与纳米Si O2或APP的复合阻燃剂制备了阻燃木塑复合材料,研究了阻燃剂对木塑复合材料(WPC)阻燃性能和力学性能的影响。结果表明,在热降解过程中,聚硼硅氧烷显著提高了木塑复合材料的800℃残炭率,促进了残炭的形成,PB与纳米Si O2或APP复配使用可使木塑复合材料的热降解残炭进一步提高。PB及其复合阻燃剂使木塑复合材料的热、CO2释放速率及质量损失率降低,PB与APP复配对木塑复合材料的阻燃效果最好。PB及其复合阻燃剂使木塑复合材料的弯曲强度明显提高,对拉伸强度影响不大,但使冲击强度下降。     

APP在PE基木塑复合材料中的阻燃作用研究

研究了阻燃剂聚磷酸胺(APP)用量、木粉用量、APP与季戊网醇(PER)复配比例对PE基木塑复合材料阻燃性能的影响.用TGA和SEM分析了APP在PE基木塑复合材料中的阻燃作用机理.结果表明:APP对木塑复合材料的阻燃规律与其对塑料的阻燃规律有所不同,木塑复合材料中存在的大量木粉对APP的阻燃具有明显的协效作用,而PER的协效作用却小显著;随着APP用量或木粉用量的增加,木塑复合材料的极限氧指数(LOI)均显著增加.TGA和SEM分析表明,燃烧后残炭量增加与膨胀发泡是APP在木塑复合材料中具有阻燃性的主要原因.     

PE基木塑复合材料的阻燃研究

采用无卤阻燃剂聚磷酸铵(APP)以及阻燃协效剂硼酸锌(ZB)、硅藻土,制备具有良好阻燃性能的木塑复合材料。结果表明:APP在改善木塑复合材料阻燃性能的同时,可提高材料的热稳定性,当其用量为20份时,复合材料垂直燃烧达到UL94V-0级,此时,体系的力学性能变化不大;ZB、硅藻土对木塑复合材料的协效阻燃规律不同于对塑料的阻燃规律,添加2份硅藻土的阻燃体系形成的炭层最致密,可有效地隔热隔氧。     

木粉及聚磷酸铵对PE-HD木塑复合材料阻燃和力学性能的影响

以高密度聚乙烯(PE-HD)为基体,聚磷酸铵(APP)和木粉(WF)为膨胀型阻燃体系,制备了阻燃木塑复合材料(WPC)。通过极限氧指数、垂直燃烧UL 94、锥形量热分析、热失重分析、红外光谱分析、力学性能等对其进行性能表征。结果表明,与纯PE-HD相比,极限氧指数随着WF含量增加而提高,添加40 %WF时极限氧指数提高到30.5 %,UL 94可达V-0等级,热释放速率峰值和总热释放量降低;APP和WF燃烧过程中发生了化学作用,形成了保护炭层,提高了材料的热稳性,材料的拉伸和弯曲强度得到提高。     

聚磷酸铵对聚乳酸/麦秸秆复合材料阻燃和力学性能的影响

用聚磷酸铵(APP)对聚乳酸(PLA)/秸秆粉复合材料进行阻燃处理,对复合材料的阻燃性能、力学性能和热降解行为进行了分析。结果表明,APP添加量达到20份时,极限氧指数提高了33 %,成炭率提高了330 %,而且达到UL 94 V-0级,表现出显著的阻燃作用;APP的加入降低了复合材料的冲击性能,但能改善其刚性,对弯曲强度和密度影响不大;此外APP的添加还改变了复合材料的热降解行为,使其分解温度提前,稳定了PLA基体;材料燃烧后膨胀成多孔炭层,起到了隔热和阻氧的作用。     

阻燃功能核壳结构木塑复合材料制备及性能研究

通过在表层添加有机改性蒙脱土(OMMT)与聚磷酸铵(APP)以及纳米氢氧化镁[Mg(OH)_2]与APP制备具有阻燃功能的核壳型木塑复合材料,并利用力学性能测试、锥形量热测试和热重分析,研究了阻燃剂对核壳型木塑复合材料的力学性能、燃烧性能和热稳定性能的影响。结果表明,OMMT与APP有更好的协同效果和阻燃效果,其热释放总量以及热释放速率都呈下降趋势,但是复配之后的产烟量却增多。热失重分析结果表明,APP与OMMT的复配和APP与Mg(OH)_2的复配相比较,前者残炭率更高,达到了55.2%。两种阻燃剂复配后弯曲强度和弹性模量呈现下降趋势,力学强度下降。综合比较,APP与OMMT复配阻燃性能更好。     

敌火龙阻燃聚乙烯的研究

采用膨胀型阻燃剂敌火龙(Deflam)对聚乙烯(PE)进行填充改性,制备了阻燃PE复合材料,研究Deflani添加量对PE复合材料的力学性能、热稳定性能和阻燃性能的影响.结果表明:随阻燃剂的增加,阻燃PE复合材料的力学性能明显下降,但阻燃等级、极限氧指数均有显著提高,并且有利于提高PE材料的总体热稳定性.热重(TG)曲...     

聚磷酸铵疏水改性及其阻燃聚乙烯的性能研究

利用十八烷基胺对聚磷酸铵（APP）进行表面修饰改性,通过静态接触角对改性后的APP进行润湿性能的测试,其接触角达到了136°,说明改性后的APP具有良好的疏水性能。将改性的APP与成炭发泡剂（CFA）以4:1的比例进行复配后加入到聚乙烯（PE）中,制备阻燃PE材料,并通过氧指数（LOI）和垂直燃烧研究了材料的阻燃性能,通过拉伸和弯曲测试研究了材料的力学性能,通过水煮的方法研究了阻燃材料的耐水性。测试结果表明,与未改性的APP相比,APP的表面改性使得阻燃PE材料的阻燃性能略有降低,但提高了阻燃剂与聚合物的相容性,阻燃PE的力学得到了提高,同时阻燃材料的耐水性能得到了大幅度的提高,其阻燃剂的水抽出率大大降低,当阻燃剂的添加量为25%时,阻燃材料的抽出率仅为0.12%。     

木粉对阻燃聚丙烯材料热分解行为和燃烧性能的影响

基于次磷酸铝(AP)和聚丙烯木塑复合材料(WPC)所构建的阻燃体系,研究了木粉含量的变化对WPC/AP体系热分解行为和燃烧性能的影响。结果表明,木粉含量的变化对阻燃WPC/AP的初始分解温度(T5%)、最大热分解温度(T_(max))和700℃下的最终残余物质量均有不同程度的影响。锥形量热测试结果表明,随着木粉含量的增加,WPC/AP的总热释放量轻微增加,但变化不明显。在木粉质量分数分别为20%、30%和40%时,WPC/AP的总热释放量均在50 MJ/m~2左右。所有实验结果表明,高木粉含量有助于阻燃WPC/AP高温下残余物质量的增加,但轻微恶化燃烧性能。     

注塑级低烟无卤阻燃木塑复合材料的制备与性能研究

在制备注塑级木塑复合材料(WPC)的基础上,采用磷系/氢氧化镁阻燃体系对WPC进行阻燃改性。通过物理性能对比、阻燃性能测试、炭层表面形态分析、热失重分析以及烟密度测试等对所制备WPC进行表征。结果表明:当磷系/氢氧化镁阻燃体系的用量为30%时,其阻燃等级能达到UL94 V-0级(1.5 mm),且其他性能保持较好;炭层表面的致密性及残炭率一定程度上决定WPC的阻燃性能;相对于溴-锑阻燃WPC,用磷系/氢氧化镁阻燃体系所制备的WPC属于低烟无卤阻燃复合材料。     

异氰酸酯对木塑力学性能与疏水性的影响

将木粉表面的羟基分别与异氟尔酮二异氰酸酯(IPDI)、甲苯二异氰酸酯(TDI)反应,再与聚乙烯(PE)通过挤出混合,挤出成型制备出了不同处理效果的木塑复合材料(WPC)。在不同种类和不同浓度的条件下,异氰酸酯改性木粉对木塑复合材料(WPC)的力学性能以及吸水率具有不同的影响。红外光谱(FTIR)和接触角测试表明,异氰酸酯成功接枝到木粉上。采用场发射扫描电子显微镜(FESEM)观察木粉与聚乙烯(PE)的相容性变化,通过微机控制电子万能试验机测试不同处理条件下的木塑复合材料力学性能,并参照GB/T 1462—2005计算了木塑吸水率。结果表明,在质量比为TDI∶木粉=5∶100条件下,木塑的力学性能和疏水效果最佳,拉伸强度达到27.8±0.7 MPa,浸入水中48 h吸水率达到0.45%。     

高填充木塑复合材料耐化学腐蚀性研究

将聚乙烯(PE)进行接枝改性,研究了改性PE用量对高填充木塑复合材料(WPC)耐化学腐蚀性的影响。结果表明:保持改性PE和未改性PE总用量不变,三种化学试剂(HCl、NaOH及H2O2)对高填充WPC质量变化率的影响随着改性PE用量的增加而逐渐减弱。其中HCl溶液对高填充WPC的质量变化率影响最大;NaOH溶液对WPC力学性能的影响高于其他两种化学试剂;在木粉用量固定为70%时,改性PE用量对经化学试剂腐蚀后的WPC的弯曲性能和冲击性能无明显补强作用。     

APP对PE基木塑复合材料力学性能的影响

以聚磷酸铵(APP)作为阻燃剂,用挤出成型法制备具有阻燃性的PE基木塑复合材料.研究APP含量对木塑复合材料的静态力学性能以及动态力学性能的影响.静态力学研究结果表明:加入APP的木塑复合材料的弯曲强度和冲击强度均比未加入APP的木塑复合材料有所增加,当APP质量含量为16%时,弯曲强度和冲击强度均达到最大值,分别为66.94 MPa和13.38 kJ/m2;动态力学研究结果表明:不同APP含量的木塑复合材料在60.2～70.4℃之间均存在明显的松弛,当温度低于松弛温度时,木塑复合材料的存储模量(E')较大,而温度高于松弛温度时,木塑复合材料的存储模量明显减小;随着APP含量增加,木塑复合材料的损耗模量(E〃)和损耗因子(tanδ)均先降低然后升高.     

EPS木塑复合材料的制备及阻燃改性

通过模内发泡成型工艺制备了EPS/刨花木塑复合材料,并采用三聚氰胺磷酸盐对其进行了阻燃改性。进行了力学性能、燃烧性能测试,研究了刨花及三聚氰胺磷酸盐对复合材料性能的影响,并对其阻燃机理进行了分析。结果表明,向EPS中加入等量刨花,能使其极限氧指数显著提升,达到了26.3%,与EPS相比,提升了46.1%。MPP对WPC力学性能具有显著影响,当继续加入22.5份MPP时,复合材料的力学性能明显提高,冲击强度达到466.67 J/m^2,静曲强度达到了1.35 MPa,与WPC相比,冲击强度和静曲强度分别提高了191.7%、77.6%。热释放速率峰值降低且推后,在燃烧过程中,总热释放小幅降低,极限氧指数达29.7%,垂直燃烧等级达V-0级。     

PVC/PE基木塑复合材料性能研究

以氯化聚乙烯(CPE)、马来酸酐接枝聚乙烯(MAPE)、聚丙烯酸酯(ACR)为改性剂,采用二辊开炼机制备PVC/PE共混体系及其木塑复合材料(WPC),并采用热压成型的方法制备材料试样.考察了改性剂和木粉对PVC/PE及其WPC力学性能、加工性能及动态热机械性能的影响.结果显示:CPE能够显著提高PVC/PE共混体系的机械性能,使材料加工性能下降,储能模量降低;MAPE则能使PVC木塑复合材料力学性能大幅提高;ACR则能够提高材料的加工性能,使材料储能模量增大;木粉的加入使复合材料加工性能大幅下降,材料储能模量提高,损耗因子下降.     

环氧/聚磷酸铵/二氧化铈复合树脂的制备与阻燃性能研究

利用聚磷酸铵-聚多巴胺-二氧化铈(APP-PDA-CeO_2)对环氧树脂(EP)阻燃改性,提升EP的阻燃性能,并解决APP与EP相容性差的问题。探究EP/APP-PDA-CeO_2复合材料的力学性能、阻燃性能,并分析阻燃机理。结果表明:APP-PDA-CeO_2颗粒在EP树脂体系中呈现良好的分散性与力学性能。与EP、EP/APP、EP/CeO_2和EP/APPCeO_2体系相比,EP/APP-PDA-CeO_2复合材料展现更好的阻燃性能。当APP-PDA-CeO_2含量为6%,EP/APP-PDACeO_2复合材料的阻燃性能最好,相比EP材料,EP/APP-PDA-CeO_2(6%)的TTI延长51 s,PHRR降低50.6%,THR降低35.7%,LOI值达到30.3%,UL-94为V-0级别,最大烟密度(MSD)降低至89.82,烟密度等级(SDR)降低至69.12%。     

木塑复合材料无卤阻燃的研究进展

木塑复合材料是由热塑性高分子材料与木质纤维复合制备而成的新型环保材料。综述了其阻燃的机制,介绍了PE、PP、PVC基等木塑复合材料中不同阻燃剂体系的无卤阻燃现状,并展望了木塑复合材料无卤阻燃的发展趋势。     

基于PAPP的新型磷氮阻燃体系对HDPE阻燃和力学性能的影响及阻燃机理分析

以聚焦磷酸哌嗪(PAPP)及聚磷酸铵(APP)为阻燃剂,制备了阻燃高密度聚乙烯(HDPE)复合材料。考察了PAPP及APP单独使用和复配体系对HDPE阻燃性能、热降解性能、结晶性能的影响,并对阻燃机理进行了分析,最后对复合材料的力学性能进行测试。结果显示,当PAPP∶APP的质量比为2∶1时,复合材料的LOI达到最高30.0%,垂直燃烧达到V-0级。PAPP/APP引入后,复合材料在氮气及空气气氛下,均具有良好的成炭性能。在700℃的残炭率分别为9.3%和7.2%,并且,最大热失重速率(MMLR)相比于纯HDPE材料显著下降。HDPE/PAPP/APP复合材料的结晶性能相比于HDPE/PAPP及HDPE/APP复合材料的结晶性能均有一定程度的增加,且复合材料形成了稳定且连续的炭层,可以抑制材料持续燃烧。能谱分析(EDS)表明,C、P元素主要被固定在凝聚相中。热失重-红外联用(TG-IR)测试显示,复合材料燃烧后气相中碳氢化合物峰值下降37.0%,CO_2释放峰值下降47.8%,表明PAPP/APP体系具有气相阻燃作用。HDPE/PAPP/APP复合材料对力学性能影响相比于HDPE/PAPP和HDPE/APP复合材料更小。