一种无卤阻燃乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的热分解动力学研究

通过极限氧指数法（LOI）和垂直燃烧（UL-94）测试考察了一种无卤阻燃乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA）的阻燃性能;利用热重分析法（TG）研究了纯EVA及阻燃EVA在不同升温速率下的热稳定性及热分解动力学,并采用Kissinger及Flynn-Wall-Ozawa方法计算了纯EVA和阻燃EVA的热分解表观活化能。结果表明,添加40%复合膨胀阻燃剂的EVA复合材料,极限氧指数达到28.6%,UL-94测试达到V-0级,残炭量相对纯EVA明显提高;随着升温速率增大,EVA和阻燃EVA的起始失重温度和各阶段的失重峰温均向高温方向移动;二者在第一阶段的热分解活化能均低于第二阶段,阻燃剂的添加使EVA的最大失重速率明显降低,热分解表观活化能提高,增强了材料的热稳定性和阻燃性。     

ATH阻燃沥青混合料Superpave设计与性能研究

采用Superpave混合料体积设计方法,以氢氧化铝(ATH)为阻燃剂,研究了ATH掺量对Superpave12.5阻燃沥青混合料路用性能和阻燃性能的影响.结果表明:ATH可以有效提高沥青的氧指数.随ATH掺量增加,阻燃沥青混合料稳定度降低、流值增大、浸水后稳定度残留强度比降低,而劈裂强度和车辙动稳定度增加、劈裂残留强度比提高,在ATH掺量为40%以内,阻燃沥青混合料路用性能均能满足规范要求.同时,模拟燃烧结果表明,ATH有效改善了沥青混凝土的阻燃性能.     

阻燃沥青的研制

选用辽河AH-70号高等级道路沥青作为基质沥青,采用添加阻燃剂的方法制得了阻燃沥青。通过氧指数和水平燃烧系统地考察了十溴联苯醚、三氧化二锑、硼酸锌和氢氧化镁阻燃剂对沥青的阻燃效果,它们之间的协同效应,以及沥青在氢氧化铝、复合抑烟剂作用下的抑烟性能。结果表明,十溴联苯醚、三氧化二锑、硼酸锌和氢氧化镁分别对沥青具有一定的阻燃作用,其中,十溴联苯醚在这4种阻燃剂中阻燃效果优于硼酸锌、氢氧化镁和三氧化二锑,但其发烟量明显比其它阻燃剂大,三氧化二锑与十溴联苯醚之间存在着良好的协同效应,氢氧化铝和复合抑烟剂不但对沥青具有一定阻燃作用而且还有良好的抑烟作用。当它们按一定比例存在于共混体系中时,阻燃抑烟效果最佳,共混物的氧指数达到36.5%,水平燃烧达到I级难燃,发烟量较少。     

升温速率对沥青燃烧和气态产物释放特性的影响

采用热重-傅里叶变换红外光谱联用实验分析不同升温速率下沥青燃烧的失重过程,得到沥青燃烧过程中气态产物的析出规律,并利用Kissinger法计算沥青燃烧的动力学参数,为揭示火灾中沥青的燃烧机理和指导阻燃抑烟沥青设计提供重要的理论依据. 结果表明,沥青燃烧过程主要包括有氧热解和重质组分燃烧2个阶段,且两阶段的反应机理不同. 沥青有氧热解阶段包含3个失重峰,分别对应饱和分、芳香分和胶质的热解,3种成分燃烧的活化能依次增大;随着升温速率的增大,3个失重峰出现重叠,最大失重速率明显增加,气态产物的红外光谱吸收峰强度逐渐增强. 重质组分燃烧阶段的活化能相比胶质有氧热解更低,最大失重速率及红外光谱吸收峰强度随升温速率变化不大.     

复合氢氧化物改性沥青阻燃和路用性能

将氢氧化铝(ATH)和氢氧化钙(HL)按质量比1∶1混合制得复合氢氧化物阻燃剂,采用热重、锥形量热仪和冻融劈裂等试验研究复合阻燃剂对沥青阻燃性能和路用性能的影响.结果表明,复合氢氧化物阻燃剂具有协同阻燃作用,较单一氢氧化物阻燃剂(ATH或HL)可以进一步延长沥青混合料的点燃时间,且降低平均热释放速率和CO产率的幅度更大;采用复合氢氧化物阻燃剂等量替代矿粉,可以有效地提升沥青混合料的高、低温性能和水稳定性.复合氢氧化物阻燃剂可以在更宽广的温度区间发挥阻燃作用,阻燃抑烟效果及路用性能俱佳,且性价比更高.     

Ⅱ型聚磷酸铵和赛克对聚丙烯的协同阻燃作用

对Ⅱ型聚磷酸铵(APP-II)和三(2-羟乙基)异氰尿酸酯(赛克)协同阻燃聚丙烯进行了研究。结果表明,APP-II和赛克以质量比为2.5∶1复合而成的阻燃剂对PP具有良好的协同阻燃作用。当该阻燃剂添加量为30%(质量分数)时,PP的极性氧指数(LOI)为30.7%,阻燃级别达FV-0级,燃烧时的热释放速率、质量损失速率和总热释放量明显降低。热重和燃烧残余物分析结果表明,高温下APP能够促使三(2-羟乙基)异氰尿酸酯(THEIC)和PP成炭,而APP和THEIC分解释放出的氨气使炭层膨胀,由此形成的致密膨胀炭层通过隔绝作用而产生阻燃和抑烟作用。     

复合阻燃剂在玻璃钢中的应用及阻燃性能的研究

本文主要介绍阻燃玻璃钢样片制作，有机、无机阻燃剂在玻璃钢中的应用选择，采用正交设计法和优选法相结合，利用氧指数测定仪选出了最优的复合无机阻燃剂复配，并研究阻燃剂添加量对玻璃钢的阻燃性能关系。     

水滑石/红磷/磷酸三甲苯酯复配体系在丁苯橡胶阻燃中的应用

通过对比不同品种的无机阻燃剂对丁苯橡胶阻燃性能和力学性能的影响,在相同条件下得出水滑石的阻燃效果较好.为提高水滑石对丁苯橡胶的阻燃性能,采用以水滑石、微胶囊红磷、磷酸三甲苯酯的复配体系为阻燃体系.研究复配体系中各阻燃剂的用量对丁苯橡胶机械性能和阻燃性能的影响.结果表明：添加80份水滑石,10份微囊红磷和10份磷酸三甲苯酯时丁苯橡胶的力学性能和阻燃性能都较好,氧指数达35%.     

阻燃剂对SBS改性沥青混合料路用性能影响

采用阻燃剂与SBS改性沥青复合制备了阻燃SBS改性沥青,测试了不同阻燃剂掺量下SBS改性沥青的阻燃性能和物理性能,研究了阻燃剂掺量对SMA沥青混合料路用性能的影响。结果表明:阻燃剂可显著提高SBS改性沥青的阻燃性,在阻燃剂掺量为8%时,改性沥青的氧指数可达到24.5%;阻燃剂的加入,增大了改性沥青的粘度,导致SMA沥青混合料空隙率增大,降低了沥青混合料的马歇尔稳定度,浸水残留稳定度比和冻融劈裂强度比也减小,但车辙动稳定度提高。     

PHBV/PBAT复合阻燃材料的燃烧性能、 力学性能及流变性能研究

采用熔融共混的方法,将MMT和聚磷酸铵基阻燃剂添加到PHBV/PBAT复合材料中,研究复合阻燃材料的力学性能、流变性能以及燃烧性能。极限氧指数和垂直燃烧结果表明,聚磷酸铵基阻燃剂的添加提高了复合材料的极限氧指数,MMT的加入使得极限氧指数进一步提高,当MMT的质量分数为1%时通过了UL-94垂直燃烧V-0级别测试。结合流变性能测试与力学性能测试表明,聚磷酸铵基阻燃剂恶化了复合材料的力学性能,而MMT提高了粉体在基体材料中的分散性能,提高了复合阻燃材料的力学性能。锥形量热测试表明,MMT的加入明显降低了复合材料的热释放速率以及产烟量。     

两段膨缩型阻燃剂对ABS材料的应用

聚磷酸铵-聚对苯二甲酰乙二胺(APP-PETA),聚磷酸铵-聚对苯二甲酰己二胺(APP-PA6T)和聚磷酸铵-聚对苯二甲酰对苯二胺(APP-PPTA)膨胀阻燃体系在添加量为30％或者更多的时候,对ABS材料有良好的阻燃效果,但是一旦添加量少于30％,这3个体系就无法使ABS保持良好的阻燃性.为了提高这类膨胀阻燃剂的阻燃效率,在这类阻燃体系中引入第二酸源红磷,通过分析其阻燃效果和残炭红外后,选择PETA和PPTA 2种酰胺作为成炭剂,APP和红磷作为酸源,组成双阶膨胀阻燃剂.双阶阻燃剂对ABS有良好的阻燃效果,30％的添加量能使树脂氧指数达到34并通过V-0级测试,20％时仍可以使材料保持27的氧指数并通过V-0级测试.残炭红外分析显示,双阶阻燃剂内部有协效反应,可以使得阻燃作用时间延长.碳层宏观形貌显示阻燃剂有膨胀和收缩过程两段,第二段能使碳层更致密.阻燃ABS完全燃烧残留层SEM图显示,30％和20％的共混阻燃剂可以形成均匀致密的碳层保护层,给予ABS良好的阻燃性能.     

Sasobit对沥青混合料阻燃性能的影响

通过对添加Sasobit温拌剂的温拌及温拌阻燃沥青混合料进行试验研究,对比分析了其在添加阻燃剂前后混合料在水稳定性、高温稳定性、低温抗裂性等路用性能方面的变化,并参照GB/T10707—1989橡胶燃烧性能测试标准规定的极限氧指数测试方法,采用改进的试样制备方法,对SBS改性沥青和SBS改性阻燃沥青分别在添加不同掺量Sasobit温拌剂后的阻燃性能进行了试验研究.试验结果表明,Sasobit温拌沥青混合料在添加阻燃剂前后其路用性能均能满足规范要求,可以应用于隧道路面;然而氧指数试验结果表明,蜡基温拌剂Sasobit掺在沥青中有一定的助燃作用,它的添加会使沥青极限氧指数减小,阻燃性能变差,且随着其掺量的增加不断降低.     

硅烷包覆膨胀型阻燃剂共混改性粘胶纤维的研究

为了解决纤维素纤维极易燃烧所带来的安全隐患与环境问题,针对粘胶纤维极易燃烧和燃烧速度快的缺点,首先在无水条件下,采用硅烷包覆技术,制备了同时含有磷氮硅元素的膨胀型阻燃剂-硅烷包覆聚磷酸铵(Si-APP),然后以硅烷包覆的聚磷酸铵(Si-APP)为阻燃添加剂与粘胶纺丝液进行共混纺丝制备了阻燃性能与抑烟性能优良的阻燃粘胶纤维。热重分析结果表明,阻燃粘胶纤维的残炭率高达39.67 wt%,表现出良好的热稳定性和成碳性;傅里叶红外光谱测试表明,阻燃剂被成功地加入到纤维中;微型燃烧量热(MCC)数据表明,阻燃粘胶纤维的热释放速率得到显著降低,纤维热稳定性得到提高。     

Nylon6复合材料的阻燃性能研究

针对目前无机阻燃剂对Nylon6阻燃效果差的研究现状,考察了滑石粉、MCA、有机蒙脱土含量对Nylon6复合材料力学性能和阻燃性能的影响.研究结果表明:随着三种阻燃剂用量的增加,Nylon6拉伸强度都有不同程度的增加,其中添加MCA的拉伸强度增加最明显,从纯Nylon6的78.13 MPa增加到90.65 MPa,增加了16%;随着阻燃剂用量的增加,Nylon6冲击强度和熔融指数都有下降;当有机蒙脱土含量为10%时,Nylon6复合材料的氧指数由20.71升高到27.89,增加了35%,继续增加有机蒙脱土用量,氧指数增加不明显.     

磷系阻燃聚酯纤维的研制

采用反应型阻燃剂对阻燃剂添加量不同的PET纤维进行了试纺。结果表明,对于阻燃剂添加量从4%～12%的阻燃聚酯纤维可采用同一纺丝工艺,且可纺性良好;阻燃剂添加量增大,阻燃性能提高,极限氧指数最高可达到34%左右,纤维的抗张强度减小,但强度降低不超过10%。     

膨胀型阻燃体系在沥青中协同阻燃作用的研究

采用氧指数测定(LOI)对道路阻燃沥青中膨胀型阻燃剂(IFR)、可膨胀石墨(EG)以及两者协同体系(IFR-EG)的阻燃效果进行了考察,同时采用扫描电镜(SEM)技术手段对阻燃机理进行了分析。结果表明,EG与IFR体系复配后有很好的协同阻燃效果,制得的阻燃沥青氧指数明显升高,热稳定性能增强,燃烧后形成膨胀多孔均质碳层。扫描电镜(SEM)结果表明,膨胀型阻燃体系在道路沥青中的协同阻燃机理在于凝聚相成炭,即能促进聚合物成碳,沥青表面膨胀率明显提高。     

阻燃PC/ABS合金研究进展

阻燃PC/ABS合金体系中主要添加有溴系阻燃剂、含磷阻燃剂、硅系阻燃剂及其它无机阻燃剂,其中溴系阻燃剂对合金阻燃效率高,但受热分解后放出腐蚀性的溴化氢气体;磷系阻燃剂不仅对合金能有效阻燃,而且能改善合金的加工流动性;硅系阻燃剂对合金的阻燃还在研究中;其它无机填料对合金的阻燃效率低.研制环保、低毒、高效的阻燃专用料,将是阻燃PC/ABS合金的发展方向.     

无卤阻燃聚丙烯复合材料的制备研究

为获得较好阻燃性能的聚丙烯(PP)复合材料,实验通过加入较大量的无机复合阻燃剂以实现其阻燃性能,加入大分子的增容物以提高体系的韧性,加入大分子的接枝物以改善无机粒子和聚合物之间的相容性,从而弥补因为加入大量无机阻燃剂引起的机械性能的损失.当m(氢氧化镁)∶m(氢氧化铝)为4∶1,硼酸锌加入35 g,红磷加入65 g时,材料的阻燃性能满足垂直燃烧等级UL-94,为V-0级,机械性能也较好;当增韧体系m(乙烯-辛烯共聚物)∶m(三元乙丙橡胶)(m(POE)∶m(EPDM))为110∶30时,制得的聚丙烯复合材料的综合性能较好,拉伸强度为19.35MPa,断裂伸长率可达到350.47%,冲击强度可达到35.23 kJ/m2,阻燃性能仍然保持在垂直燃烧等级UL-94,为V-0级.所以,无机阻燃剂氢氧化镁、氢氧化铝、红磷和硼酸锌一起使用可以达到很好的阻燃效果,通过大分子增容剂对PP无卤阻燃体系进行增韧,可以同时满足PP复合材料的阻燃性能和机械性能.     

新型有机硅阻燃剂的合成及其表征

以氨基硅烷和苯基硅烷为原料,在酸性条件下以不同的配比合成了有机硅树脂.同时以有机硅树脂与中间体DOPO衍生物(10-丙酸-9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物)为原料,合成了兼含P、N、Si三种元素的有机硅阻燃剂.通过红外光谱和核磁共振氢谱对其结构进行了表征,证明了有机硅阻燃剂的成功合成.将阻燃剂应用于PP(聚丙烯)材料中,当加入量为25%时,阻燃体系的LOI(极限氧指数)值达25.7%,UL-94(垂直燃烧)阻燃级别可以提高到V-0级.     

锥形量热计对阻燃棉织物的试验结果

利用ＣＯＮＥ２锥形量热计对阻燃及未阻燃棉织物的热释放速率、燃烧的有效热、ＣＯ／ＣＯ２比及残渣量进行了分析,试验结果表明：对比未阻燃织物,阻燃织物的热释放速率和燃烧的有效热大大降低,ＣＯ／ＣＯ２比及燃烧后的残渣量有很大提高。