聚磷酸铵阻燃体系对HIPS/OMMT阻燃研究

将钠基蒙脱土(Na~ -MMT)有机化改性,制成有机蒙脱土(OMMT),采用熔融插层法分别制备HIPS/OMMT复合材料和聚磷酸铵(APP)体系阻燃的HIPS/OMMT复合材料。结果表明,HIPS/OMMT复合材料具有一定的阻燃性能,但阻燃性能的提高比较有限;与仅添加OMMT时相比,APP体系阻燃的HIPS/OMMT复合材料的阻燃性和抑烟性均得到进一步提高,以APP、季戊四醇(PER)和硼酸锌(ZB)为膨胀型阻燃剂对HIPS/OMMT复合材料阻燃性和抑烟性的提高更为显著。力学性能测试结果表明,APP体系的加入对复合材料的拉伸强度和冲击强度都有负面影响。     

蒙脱土/EPDM纳米复合材料燃烧性能的研究

采用熔融插层法制备了蒙脱土/EPDM纳米复合材料,并研究了燃烧性能。结果表明,EPDM大分子不能与未有机化的钠基蒙脱土(Na+-MMT)插层复合,但能有效插入有机蒙脱土(OMMT)片层之间,形成OMMT/EPDM插层纳米复合材料。Na+-MMT对改善蒙脱土/EPDM纳米复合材料的阻燃和抑烟效果不明显;OMMT/EPDM纳米复合材料的热释放速率、总生烟量及烟密度等参数均明显降低;随OMMT用量的增大,阻燃性和抑烟性变得越来越好,最后趋于稳定。     

HIPS/OMMT复合材料炭渣结构对阻燃性能的影响

采用熔融插层法制备了高抗冲聚苯乙烯/有机蒙脱土(HIPS/OMMT)和高抗冲聚苯乙烯/蒙脱土(HIPS/MMT)复合材料,并通过锥形量热仪评价了复合材料的阻燃性能;采用数码相机、扫描电镜(SEM)观察了燃烧残余物结构,对残余物结构进行了热重(TGA)分析。结果表明:OMMT的加入显著提高了复合材料以热释放速率表征的阻燃性能,而HIPS/MMT复合材料的阻燃性能提高不明显;HIPS/OMMT纳米复合材料燃烧热释放速率峰值时形成了皮窝复合炭渣结构,皮层组分主要为硅酸盐及部分难分解的碳质物质,热稳定性较高,窝层起膨胀炭层的作用,二者共同起阻燃作用。     

低烟无卤阻燃HIPS的研究

采用熔融法制备包括有机蒙脱土（OMMT）、红磷（RP）和酚醛树脂（PFR）体系的阻燃高抗冲聚苯乙烯（HIPS）复合材料，用基于耗氧原理的锥形量热仪研究复合材料的阻燃性能，用扫描电子显微镜观察了复合材料燃烧残余物的微观结构形态。结果表明，与纯HIPS相比，制备的HIPS／OMMT复合阻燃材料阻燃性能有所提高，但提高幅度有限；与HIPS／OMMT复合阻燃材料相比，添加RP和PFR的阻燃RP／PFR／HIPS／OMMT复合材料的热释放速率及其峰值、质量损失速率和生烟速率等燃烧性能参数继续降低，且火灾性能指数大幅提高，表现出低烟和高效的阻燃特点。     

HIPS/OMMT复合材料炭层结构对阻燃性能影响

采用熔融插层法制备了高抗冲聚苯乙烯/有机蒙脱土(HIPS/OMMT)复合材料.采用锥形量热仪(CONE)研究了复合材料的阻燃性能,采用数码相机、扫描电镜(SEM),DBP吸油值法、气体吸附法等对复合材料燃烧后炭渣残余物结构进行了分析.结果表明,与纯HIPS相比,HIPS/OMMT复合材料的热释放速率(HRR)及其峰值显著降低}OMMT含量增加.炭渣粗结构和细结构的空隙率均降低;结合试验结果进行的理论分析表明,炭层结构对HIPS/OMMT复合材料阻燃性能的影响非常明显,炭渣的致密度越高,阻燃性能越好.     

高冲击强度聚苯乙烯的协效阻燃研究

采用熔融共混法制备了高冲击强度聚苯乙烯(HIPS)/高性能纳米氢氧化铝(CG-ATH)/有机改性蒙脱土(OMMT)/包覆红磷(ERP)纳米复合材料,研究了OMMT和ERP用量对复合材料阻燃性能和力学性能的影响。结果表明:纳米CG-ATH、OMMT和ERP之间有很好的协效阻燃效果,当纳米CG-ATH用量为15%,OMMT用量为3%,ERP用量为10%时,HIPS复合材料的垂直燃烧可达到UL94V—0级,此时,复合材料具有较好的弯曲性能和拉伸性能,但冲击性能较差。     

HIPS/蒙脱土复合材料炭层结构对阻燃性能的影响

采用熔融插层法制备了不同有机蒙脱土(OMMT)及无机蒙脱土(MMT)含量的HIPS/OMMT和HIPS/MMT复合材料,并通过锥形量热仪评价了复合材料的阻燃性能;采用数码相机、扫描电镜(SEM)观察了燃烧残余物结构。结果表明,OMMT的加入显著提高了HIPS/OMMT复合材料阻燃性,而MMT的加入,HIPS/MMT复合材料的阻燃性能提高不明显。HIPS/OMMT复合材料燃烧结束形成了皮层-蜂窝层复合的炭渣结构,对其阻燃性有重要的影响。     

HIPS熔融插层蒙脱土复合材料的阻燃性

将钠基蒙脱士(Na -MMT)有机化改性制成有机蒙脱土(OMMT),分别采用静态和动态熔融法制备高抗冲聚苯乙烯/有机蒙脱土(HIPS/OMMT)和高抗冲聚苯乙烯/钠基蒙脱土(HIPS/Na -MMT).X射线衍射和扫描电镜研究表明,层间距由处理前的1.52 nm增加为2.25 nm,OMMT具有明显的分层现象;透射电镜研究表明,静态熔融插层HIPS/OM-MT形成了插层复合结构,动态熔融插层HIPS/OMMT中的OMMT片层被剥离开来,形成了剥离的HIPS/OMMT;锥形量热仪测试结果表明,静态和动态熔融插层HIPS/OMMT的阻燃性能均有所提高,但提高幅度随OMMT添加量的增加而降低;氧指数测试结果表明,HIPS/OMMT的氧指数比纯HIPS有所提高.     

蒙脱土/SBR纳米复合材料阻燃性能的研究

采用熔融插层法制备蒙脱土／SBR纳米复合材料，并研究其阻燃性能。结果表明，SBR大分子不能有效插入钠基蒙脱土（Na—MMT）片层间，而能有效插入有机蒙脱土（OMMT）片层间，形成插层型纳米复合材料；将OMMT与高抗冲聚苯乙烯（HIPS）制成阻燃母粒能进一步提高SBR的插层效果。OMMT可以明显改善复合材料的阻燃和抑烟性能，随着OMMT用量的增大，复合材料的热释放速率、峰值热释放速率、平均热释放速率、总热释放和总生烟量先明显降低然后趋于稳定；HIPS-OMMT阻燃母粒可以明显改善复合材料阻燃性能，但对抑烟性能的改善效果不如OMMT。     

四溴双酚-A阻燃体系在HIPS／OMMT复合材料中的阻燃性研究

采用熔融插层法分别制备高抗冲苯乙烯／有机蒙脱土（HIPS／OMMT）复合材料和四溴双酚-A／三氧化二锑（TBBPA—Sb2O3）体系阻燃的HIPS／OMMT复合材料,透射电镜研究表明,有机蒙脱土均匀地分散于HIPS基体当中,形成了插层复合结构,锥形量热仪和氧指数仪研究表明：与纯的HIPS相比,HIPS／OMMT复合材料的阻燃性和抑烟性有所提高,但阻燃性的提高幅度较有限：与仅添加OMMT时的HIPS／OMMT复合材料相比,添加相同量OMMT时TBBPA—Sb2O3体系阻燃的HIPS／OMMT复合材料的热释放速率（HRR）和热释放速率峰值（PHRR）均有所降低,氧指数有所增加,且随TBBPA—Sb2O3阻燃剂添加量的增加阻燃性能的提高越明显,但TBBPA—Sb2O3的加入会导致聚合物燃烧过程生烟速率和生烟量的显著增加．因此此类阻燃剂的加入量不宜过高。     

HIPS/OMMT复合材料阻燃性能的研究

采用挤出工艺、熔融插层法制备了高抗冲聚苯乙烯／有机蒙脱土（HIPS／OMMT）复合材料。通过X射线衍射仪和扫描电镜研究蒙脱土和复合材料的微观结构，发现OMMT的层间距由改性前的1.52nm增大到2．25nm，复合材料中的OMMT片层被剥离开来，与HIPS基体形成了剥离型的复合材料。用基于耗氧原理的锥形量热仪测试并分析HIPS／OM—MT复合材料的阻燃性能。结果表明，与纯的HIPS相比，HIPS／OMMT复合材料的热释放速率及其峰值、质量损失速率均明显降低，且随OMMT添加量的增加，复合材料的热释放速率峰值降低愈明显；通过对复合材料的阻燃性能和微观结构的分析，探讨了其阻燃机理。     

氧化石墨对HIPS阻燃性能的影响

采用熔融插层法制备了高抗冲聚苯乙烯/氧化石墨(HIPS/OGO)复合材料,利用锥形量热仪对HIPS/OGO复合材料的阻燃性能进行了表征,讨论了OGO用量对阻燃性能的影响。结果表明:与纯HIPS相比,HIPS/OGO复合材料的热释放速率、质量损失速率等均显著降低,且随OGO用量增加降低愈明显。     

Multiscale organic montmorillonite‐carbon fiber reinforcement for high impact polystyrene

An approach to the development of high impact polystyrene (HIPS) based on organic montmorillonite (OMMT) and carbon fiber (CF) reinforcement was reported in this article. OMMT were used to improve the interface compatibility and toughness of CF/HIPS composites. HIPS/OMMT/CF composites were prepared by melt compounding, followed by injection molding. The composites were characterized by some techniques including X‐ray diffraction (XRD), dynamic mechanical analysis (DMA), scanning electron microscopy (SEM), and mechanical testing. In comparison to unmodified system, the incorporation of OMMT can significantly enhance the mechanical properties of the HIPS/CF composites. The optimum weight ratio of OMMT : CF : HIPS in the composite is 1/5/100. Compare with HIPS, the tensile modulus, tensile strength, bending modulus and bending strength of OMMT/CF/HIPS composite increased by 81%, 138%, 26%, and 46%, respectively. Moreover, the impact strength of OMMT/CF/HIPS composites increased by 31%, compared with CF/HIPS composite. POLYM. COMPOS., 36:811–816, 2015. © 2014 Society of Plastics Engineers     

几种成炭性聚合物与红磷对HIPS/OMMT复合材料阻燃性能的影响

选取成炭性聚合物聚苯醚(PPO)、聚碳酸酯(PC)、聚醚酰亚胺(PEI),分别添加到高抗冲聚苯乙烯(HIPS)/有机蒙脱土(OMMT)复合体系中,极限氧指数(LOI)及水平垂直燃烧试验结果表明,复合体系的阻燃性能变化很小。将传统阻燃剂红磷(RP)与成炭性聚合物并用,可使HIPS/OMMT复合体系阻燃性能特别是水平垂直燃烧性能大幅提高。试验结果表明:红磷用量适中,添加较少量的成炭性聚合物,便能使复合体系分别达到水平燃烧FH-1级和垂直燃烧FV-0级。     

可膨胀石墨阻燃HIPS的结构与阻燃性能

采用熔融插层法制备高抗冲聚苯乙烯/可膨胀石墨(HIPS/EG)复合材料。通过扫描电镜研究其微观结构;利用锥形量热仪测试并分析HIPS/EG复合材料的阻燃性能;讨论了EG用量和粒子结构对阻燃性能的影响。结果表明:与纯的HIPS相比,HIPS/EG的热释放速率及其峰值、质量损失速率均明显降低;且随着EG用量的增加和粒子尺寸的增大,阻燃性能更加显著。通过对复合材料的阻燃性能和微观结构的分析,探讨其阻燃机理。