硅烷交联PP/POE/Mg(OH)_2复合材料的制备和性能

采用双螺杆挤出机和单螺杆挤出机两步熔融共混法,制备了硅烷交联聚丙烯(PP)/乙烯-辛烯共聚物(POE)/氢氧化镁(MH)复合材料,用红外光谱仪、万能拉力试验机、热延伸试验仪、极限氧指数仪及热失重分析仪等研究了PP/POE/MH复合材料的硅烷接枝、力学、热延伸、热失重和阻燃等性能。结果表明:PP/POE/硅烷偶联剂A-151配比为(50~0)∶(50~100)∶3.0时,硅烷交联PP/POE的交联度达到性能要求;当PP和POE都为50份,POE-gMAH为10份,MH不超过95份时,硅烷交联PP/POE/MH的交联度达到性能要求;交联PP/POE/MH的极限氧指数比非交联复合材料的极限氧指数高0.5%~1.5%;交联后,燃烧结炭率和热稳定性均有小幅度提高。     

硅烷交联无卤阻燃PP/POE复合材料的制备和性能

采用双螺杆挤出机和单螺杆挤出机两步熔融共混的方法,制备了硅烷接枝交联聚丙烯(PP)/乙烯辛烯共聚物(POE)/氢氧化镁（MH）/氢氧化铝（ATH）复合材料,并研究了不同硅烷接枝PP/POE共混物的效率和硅烷交联阻燃PP/POE复合材料的力学、热延伸、热失重和阻燃等性能。结果表明,PP/POE/MH/ATH/硅烷偶联剂A-151质量比为50∶50∶（95~47.5）∶（0~47.5）∶3.0时,复合材料的热延伸变形率≤25 %,冷却后永久变形率≤4 %;阻燃剂用量一定时,硅烷交联PP/POE/MH/ATH的极限氧指数随ATH含量增加而小幅度提高;PP/POE/MH/ATH复合材料的热稳定性低于PP/POE/MH复合材料;PP/POE/MH、PP/POE/MH/ATH、PP/POE/ATH的生烟速率依次变大。     

硅烷交联无卤阻燃乙烯-辛烯共聚物的制备与性能

采用双螺杆挤出机和单螺杆挤出机以两步熔融共混法,制备了硅烷接枝交联乙烯-辛烯共聚物(POE)/氢氧化镁(MH)/氢氧化铝(ATH)复合材料。研究了不同硅烷和引发剂接枝交联POE的效率,用万能拉力试验机、热延伸试验仪、极限氧指数仪及热失重分析仪等研究了PP/MH/ATH复合材料的力学、热延伸、热失重和阻燃等性能。结果表明,过氧化二异丙苯引发硅烷接枝交联POE的凝胶含量高于过氧化苯甲酰,硅烷接枝交联POE的难易顺序为乙烯基三甲氧基硅烷乙烯基三乙氧基硅烷3-甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷;阻燃剂用量一定时,交联阻燃POE的拉伸强度和断裂伸长率都低于非交联阻燃POE,交联阻燃POE的极限氧指数比未交联的高约1%;MH阻燃POE 600℃热分解残炭率高于ATH阻燃的,交联后阻燃POE的质量保留率比交联前高。     

MCA协效阻燃EVA/MH和EVA/ATH及其作用机理研究

利用垂直燃烧(UL-94)、极限氧指数、热失重分析(TGA)、扫描电镜(SEM)等测试方法从热分解阶段的机理、燃烧表面炭层形貌等方面对三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)在乙烯-乙酸乙烯共聚物(EVA)/氢氧化镁(MH)和EVA/氢氧化铝(ATH)体系的协效阻燃机理进行研究。结果表明,在阻燃剂总含量相同的情况下,EVA/MH/MCA体系的UL-94达到V-0级,极限氧指数可达到33.4%,而EVA/ATH/MCA则无法通过UL-94测试;EVA/MH/MCA体系热稳定性更好;EVA/MH/MCA体系形成的炭层结构更加紧密,阻燃性能更好。     

硅烷交联无卤阻燃EVA的制备与性能

制备了硅烷接枝交联乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)/氢氧化镁(MH)/氢氧化铝(ATH)复合材料。结果表明:过氧化二异丙苯引发硅烷接枝交联EVA的凝胶含量高于过氧化苯甲酰,硅烷接枝交联EVA的难易顺序为乙烯基三甲氧基硅烷乙烯基三乙氧基硅烷3-甲基丙烯酰氧基三甲氧基硅烷;阻燃剂用量一定时,交联阻燃EVA的拉伸强度和断裂伸长率都低于非交联阻燃EVA,二者的拉伸强度都随MH含量的增加而降低,LOI都随MH含量的增加先增加后降低,交联阻燃EVA的LOI比未交联的提高了约1%;MH阻燃的交联EVA热分解温度比纯EVA的提高了20～30℃,ATH阻燃的则降低了约5℃;ATH和MH具有协同效应,二者的最佳配比约为2:1。     

氢氧化铝/氢氧化镁复配提高乙烯-醋酸乙烯共聚物阻燃性能

研究了不同质量比的氢氧化铝(ATH)和氢氧化镁(MH)对乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)燃烧性能的影响,通过极限氧指数测试、垂直燃烧测试、热失重分析和锥形量热测试研究了EVA/ATH/MH复合材料的阻燃性能和热稳定性。结果表明,固定ATH和MH的添加量为60%(质量分数,下同),ATH/MH=2/1(质量比,下同)时,EVA/ATH/MH复合材料的阻燃性能最好,极限氧指数从18.3%提高到34.3%,达到UL 94V-2级别,热释放速率和热释放总量均有明显下降。     

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。     

PP-g-MAH增容膨胀阻燃聚丙烯体系的研究

利用熔融共混制备了聚丙烯/膨胀型阻燃剂/马来酸酐接枝聚丙烯(PP/IFR/PP-g-MAH)阻燃复合材料。通过极限氧指数、热重分析、扫描电子显微镜及力学性能测试研究了PP-g-MAH对阻燃复合材料的阻燃性、热稳定性、微观形貌及力学性能的影响。结果表明,PP-g-MAH作为相容剂,当添加5 %的PP-g-MAH时,复合材料的极限氧指数达到30 %, 垂直燃烧达到UL 94 V-0级;随着PP-g-MAH含量的增加,阻燃剂和基体PP之间的界面作用力提高,体系的拉伸强度和弯曲强度均有提升,冲击强度减小幅度不大;与未加PP-g-MAH的复合材料相比,添加相容剂的复合材料成炭率明显提高。     

PP/APP/磷系阻燃剂FR复合材料的燃烧性能研究

将新型磷系阻燃剂1,3,5-三(5,5-二甲基-1,3-二氧杂环己内磷酸基)苯(FR)、无规聚丙烯(APP)加入聚丙烯(PP)中制备了 PP/APP/FR 复合材料,采用极限氧指数测定、垂直燃烧实验(UL94)、锥形量热分析对复合材料燃烧性能进行了研究。结果表明,APP/FR 提高了 PP 复合材料的氧指数和垂直燃烧性能级别,延长了点燃时间,降低了热释放速率和燃烧烟气中的 CO、CO_2浓度,阻燃效果显著。当15%(质量分数,下同)FR 和10%APP 复配阻燃 PP 时,复合材料的氧指数达29.6%,UL94 V-0级。     

热氧老化对无卤膨胀阻燃PP/LGF复合材料性能的影响

用熔融共混法制备了膨胀阻燃剂填充长玻纤增强聚丙烯(PP/LGF)复合材料,并采用热烘箱老化法,研究了140℃条件下不同热氧老化时间对复合材料热氧老化性能的影响。通过热分析、锥形量热、极限氧指数、垂直燃烧测试对其热解和燃烧性能进行了研究。结果表明,随着老化时间的延长,PP/LGF复合材料的极限氧指数值明显提高,且垂直燃烧等级基本保持不变;并且复合材料的热释放速率峰值、热释放速率平均值和总热释放速率值不断增大。热氧老化对PP/LGF复合材料的最大热失重速率所对应的温度无太大影响,但却显著降低了复合材料的起始分解温度。     

Kinetics of thermo-oxidative degradation of zinc borate/microcapsulated red phosphorus with magnesium hydroxide in flame retarded polypropylene composites

The flammability and the thermo-oxidative degradation kinetics of zinc borate (ZB) and microcapsulated red phosphorus (MRP) with magnesium hydroxide (MH) in flame-retardant polypropylene (PP) composites were studied by limiting oxygen index (LOI), TGA, and FTIR spectroscopy. The results show that ZB/MRP is a good synergist for improving the flame retardancy of the PP composites. The Kissinger and Flynn-Wall-Ozawa methods were used to determine the activation energy (E) for degradation of PP composites. The results from the TGA curves indicate that the thermal stability of PP/MH/ZB and PP/MH/ZB/MRP composites is better than that of PP/MH composites. The kinetic results show that the values of E for degradation of PP/MH/ZB/MRP composites is much higher than those of PP/MH and PP/MH/ZB composites. The FTIR spectra data show that the incorporation of MH improves the thermo-oxidative stability of PP, especially for PP/MH composites with suitable content of MRP at higher temperatures. These data indicate that the synergistic flame retardants used in this work have a great effect on the mechanisms of pyrolysis and combustion of PP/MH composites.     

PP/SEBS/MH复合材料的制备及其性能研究

采用极限氧指数（LOI）和热重分析（TGA）研究了聚丙烯（PP）/氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SEBS）/氢氧化镁（MH）复合材料的阻燃性能和热降解行为;探讨了SEBS和MH分别对PP/SEBS共混体系和PP/SEBS/MH复合材料力学性能和熔体流动速率的影响。结果表明：PP/SEBS/MH复合材料的力学性能和加工流动性能随着MH的质量分数增加而降低;复合材料高温下的热稳定性得到提高,MH分解吸热降低材料的热降解速率;MH以吸热方式在凝缩相和气相中发挥阻燃作用,复合材料阻燃性能得到提高,当MH的质量分数为60%时,LOI可达26.3%。     

含淀粉膨胀阻燃剂对聚丙烯的性能影响研究

采用淀粉与磷酸三聚氰胺复配成膨胀型阻燃剂,制备了膨胀阻燃聚丙烯(PP),利用热重分析法(TG)与差示扫描量热法(DSC)比较了纯PP和阻燃PP的热稳定性及成炭性,研究了阻燃剂对PP阻燃性能和力学性能的影响。结果表明,当阻燃剂用量为35份时,阻燃PP的拉伸强度为17.1 MPa,断裂伸长率为23.5%,弯曲弹性模量为1.62 GPa,弯曲强度为36.36 MPa,氧指数达到26%。     

One-step synthesis of hydrophobic magnesium hydroxide nanoparticles and their application in flame-retardant polypropylene composites

Hydrophobic magnesium hydroxide (MH) nanoparticles were prepared by a one-step synthesis method in a high-gravity environment generated by a novel impinging stream-rotating packed bed (IS-RPB) reactor. The reactant solutions were simultaneously and continuously pumped into the IS-RPB reactor, and then Tween 80 was added as a surface modifier. The morphology, structure, and properties of blank and hydrophobic MH were characterized. The effects of MH nanoparticles on the flame retardancy, thermal stability, and mechanical properties of PP/MH composites were also studied. We found that the obtained MH nanoparticles exhibited hexagonal lamella with a mean size of 30 nm, excellent hydrophobic properties (e.g., high water contact angle of 112°), and improved thermal stability of MH. The limiting oxygen index (LOI) further showed that increased MH loading can significantly improve flame-retardant performance, which reached 29.3% for PP/MH composites with 30 wt% hydrophobic samples. The thermal stability and mechanical properties of the PP/MH composites with hydrophobic samples were also much higher than those of PP/MH composites with blank MH. Results showed that the one-step synthesis had high potential application in the large-scale production of hydrophobic MH nanoparticles.     

锡酸锶与聚磷酸铵协效体系对PP的阻燃研究

用氯化锶和锡酸钠为原料制备的锡酸锶,将其为阻燃剂与聚磷酸铵(APP)协效添加到PP聚合物中。通过极限氧指数、垂直燃烧对阻燃前后样品进行研究。当锡酸锶的添加量为15份时,APP为20份,PP为100份时试样的极限氧指数达到最大34.2%,燃烧等级为V-1级。并通过热分析研究阻燃前后PP的热降解行为。     

无机填料填充PE-LD/EVA合金的导热及阻燃性能

采用氧化铝（Al2O3）为导热填料、氢氧化镁［Mg(OH)2］为阻燃填料,以低密度聚乙烯（PE-LD）和乙烯醋酸乙烯共聚物（EVA）为基体树脂制备导热阻燃复合材料。通过导热性能测试、燃烧行为表征（极限氧指数和垂直燃烧测试）以及热重分析研究了PE LD/EVA/Al2O3/Mg(OH)2复合材料的导热性能、阻燃性能及热稳定性。结果表明,含有50份Al2O3及50份Mg(OH)2的复合材料,在PE-LD/EVA质量比为1/1时,热导率可达到1.21 W/m·K;材料的阻燃性能及热稳定性都随 EVA 含量的增加而增大,极限氧指数从27.0 % 提高到31.5 %,UL 94 垂直燃烧从无等级提高到V-0级,残炭率从46.5 %提高到57.7 %。     

阻燃协效剂对PVC/PNBR共混型热塑性弹性体性能的影响

以PVC和粉末丁腈橡胶（PNBR）为主体材料，氢氧化镁为阻燃剂，制备PVC／PNBR共混型热塑性弹性体，研究阻燃协效剂三氧化二锑、硼酸锌、七钼酸铵、氧化锌和二氧化锰对弹性体性能的影响。结果表明，当PVC、PNBR、邻苯二甲酸二辛酯和氢氧化镁的用量分别为77，23，50和31份时，PVC／PNBR共混型热塑性弹性体性能良好；氢氧化镁的用量对弹性体氧指数基本无影响；在弹性体中分别单独使用4．6，6．2，1．5和6．2份三氧化二锑、硼酸锌、七钼酸铵和氧化锌时，弹性体的氧指数明显提高，综合物理性能较好，但二氧化锰协同效果不好。     

EG与IFR复合阻燃EVA的动态燃烧性能和协同效应

将可膨胀石墨(EG)与P-N膨胀阻燃剂(IFR)复合阻燃EVA树脂,通过氧指数(OI)、垂直燃烧测试(UL94)、锥形量热仪(CONE)研究了EG与IFR复合阻燃EVA的协同效应。结果表明:阻燃剂总添加量为30 phr,随着其中EG含量的增加,OI呈先增加后下降趋势,确定EG:IFR=1:1为最佳配比,OI达到36.6%,UL94为V-0级;EG与IFR复合阻燃EVA,热释放速率曲线呈现"前单峰型",为凝聚相阻燃机理;燃烧后形成的炭层结构较致密,表现出一定的协同作用。     

硅酸盐纳米短纤维增强EVA复合材料的阻燃和力学性能

以氢氧化镁[Mg(OH)2]和微胶囊红磷（MRP）为阻燃剂制备了无卤阻燃乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）复合材料。通过极限氧指数、热失重分析和力学性能研究了硅酸盐纳米短纤维 (SNF) 以及马来酸酐接枝乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA-g-MAH）的加入对EVA阻燃性能和力学性能的影响,并通过扫描电子显微镜对其断面形貌和残炭表面形貌进行了观察和分析。结果表明,加入适量的EVA-g-MAH可以提高复合材料的极限氧指数和力学性能,加入12份的EVA-g-MAH后,材料的拉伸强度可达到10.2 MPa,断裂伸长率达到521 %,极限氧指数为39%,垂直燃烧达到V-0级别;加入适量的SNF后,可以显著提高复合材料的拉伸强度,当添加20份的SNF后,复合材料各性能最优,拉伸强度为12.3 MPa,断裂伸长率为210 %,极限氧指数为38%,垂直燃烧达到V-0级别。