无机填料对PA6/MCA阻燃复合材料性能的影响

研究了不同种类的无机填料(硅灰石、碳酸钙)对尼龙6(PA6)/三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)阻燃复合材料性能的影响。阻燃性能测试结果表明,PA6/MCA/硅灰石阻燃复合材料为UL94 V–0级,比PA6/MCA阻燃复合材料(V–2级)有显著提高;然而PA6/MCA/碳酸钙阻燃复合材料的极限氧指数却有所下降。扫描电子显微镜测试分析表明,PA6/MCA/硅灰石阻燃复合材料燃烧后的表面炭层呈连续、致密状;PA6/MCA/碳酸钙阻燃复合材料的表面炭层有很多孔洞,且孔洞直径大。傅立叶变换红外光谱测试结果表明,PA6/MCA/硅灰石阻燃复合材料的表面炭层与Si O2能很好地结合,形成致密的保护层,致使其阻燃性能显著提高。另外,力学性能测试结果表明,硅灰石能够提高PA6/MCA阻燃复合材料的拉伸强度,但降低了缺口冲击强度,而碳酸钙的加入却使得PA6/MCA阻燃复合材料的综合力学性能有所下降。     

高灼热丝温度环保型阻燃增强PA66的研制

采用自制的新型绿色环保型阻燃复配体系制得了高灼热丝温度环保型阻燃增强聚酰胺(PA)66。结果表明,多元复合型阻燃剂/三氧化二锑阻燃体系可以使PA66/玻璃纤维(GF)的灼热丝温度大幅提高。当多元复合型阻燃剂、三氧化二锑、增韧剂的质量分数分别为14%、4%、5%时,材料的综合性能最佳,此时灼热丝温度为860℃,缺口冲击强度为7.2 kJ/m2,阻燃等级为UL94 V-0级。所研制的阻燃PA66/GF已成功应用于接触器、断路器外壳,电机碳刷架等的制备。     

高灼热丝引燃温度高漏电起痕指数的阻燃PA6/GF

采用双螺杆挤出机制备了阻燃玻璃纤维(GF)增强聚酰胺(PA)6(PA 6/GF)复合材料,研究了阻燃PA 6/GF复合材料的灼热丝引燃温度、漏电起痕指数、阻燃性能和力学性能。研究表明:当PA 6为32.0 phr,磷-氮系阻燃剂为20.0 phr,溴化聚苯乙烯为10.6 phr,复合锑为3.4 phr,GF为23.0 phr,BaSO4为7.0 phr,增韧剂为3.0 phr时,阻燃PA 6/GF复合材料(2.0 mm厚)的灼热丝引燃温度可达850℃、漏电起痕指数达425 V,复合材料(1.6 mm厚)的阻燃性能达UL94 V-0级,并且具有较好的力学性能。     

POE-g-MAH改性PA6/BF复合材料的力学和摩擦磨损性能研究

采用马来酸酐接枝聚烯烃弹性体(POE-g-MAH)为增韧剂,通过熔融挤出制备马来酸酐接枝聚烯烃弹性体(POE-g-MAH)/尼龙(PA6)/玄武岩纤维(BF)复合材料,研究了POE-g-MAH含量对PA6/BF复合材料力学性能和摩擦磨损性能的影响。结果表明,POE-g-MAH粒子的加入显著提高了复合材料的冲击强度,当POE-g-MAH质量分数为20%时,POE-g-MAH/PA6/BF复合材料的冲击强度达到13.6 k J/m~2,比PA6/BF(4.7 k J/m~2)提高了190%,拉伸强度与弯曲强度分别下降40%和41%。随着POE-g-MAH含量的增加,摩擦因数随着POE-g-MAH含量增加呈现先减小后增大趋势,磨损逐渐增大。     

POE-g-MAH对玻纤增强高温尼龙复合材料力学性能的影响

采用双螺杆挤出机制备基于尼龙6T/66 (PA6T/66)和PA10T的玻纤增强高温尼龙(PA)复合材料,玻璃纤维的质量分数为20%。研究了增韧剂马来酸酐接枝乙烯–辛烯共聚物(POE-g-MAH)对复合材料力学性能的影响,并与玻纤增强PA66复合材料体系进行对比。研究结果表明:在高温PA体系中,随着POE-g-MAH含量的增加,拉伸强度和弯曲强度先上升后下降,对PA6T/66体系,POE-g-MAH添加量为5%时增强效果最优,拉伸强度和弯曲强度的提高比例分别为19%和15%,对PA10T体系,POE-g-MAH添加量为15%时增强效果最优,拉伸强度和弯曲强度的提高比例分别为25%和20%;而在PA66体系中,随POE-g-MAH含量的增加,拉伸强度和弯曲强度均下降。通过毛细管流变和扫描电镜的分析以及加偶联剂实验的数据,证实POE-g-MAH在玻纤增强高温PA体系中起到了界面相容剂的作用,增强了玻纤与高温PA树脂基体的相容性。高温PA较高的加工温度造成玻纤表面的偶联剂的降解损失是导致POE-g-MAH在该体系中产生增强效果的原因,并且增强效果最优时的POE-g-MAH添加量与不同高温PA的加工温度直接相关。     

长玻璃纤维增强尼龙6复合材料力学性能的研究

研究以聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)和聚烯烃弹性体接枝马来酸酐(POE-g-MAH)为界面相容剂的长玻璃纤维增强尼龙6(LGF/PA 6)复合材料的力学性能,并与短玻璃纤维增强尼龙6(SGF/PA 6)复合材料的力学性能进行对比。结果表明:LGF/PA 6复合材料的拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量均随着玻璃纤维含量的增加呈直线上升趋势,玻璃纤维质量分数达到40%时,增强效果十分显著;在添加相同含量的玻璃纤维时,LGF/PA 6复合材料的拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量低于SGF/PA 6复合材料;2种复合材料的冲击强度均随着玻璃纤维含量的增加呈非线性增加,当添加相同含量的玻璃纤维时,LGF/PA 6复合材料的冲击强度高于SGF/PA 6复合材料;两种界面相容剂均改善了玻璃纤维与PA 6的界面性能,显著提高了复合材料的冲击强度,其中添加PP-g-MAH的LGF/PA 6复合材料的冲击强度的提高高于添加POE-g-MAH的,但拉伸强度和弯曲强度均有不同程度降低,其中添加POE-g-MAH的LGF/PA 6复合材料的拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量下降得较为明显。     

偏硼酸钡在红磷阻燃增强尼龙中的应用研究

采用熔融共混法制备了尼龙(PA6、 PA66)/红磷母粒/玻纤/偏硼酸钡复合材料。通过力学性能测试、 UL94垂直燃烧法、灼热丝试验、氧指数(LOI)等研究了偏硼酸钡对复合材料力学性能和阻燃性能的影响。力学性能测试结果表明,加入偏硼酸钡不影响复合材料的强度,但会降低缺口冲击强度;阻燃测试结果表明,偏硼酸钡在红磷阻燃尼龙中有良好的协效作用,可使复合材料阻燃性能达到UL94 V-0 (1.6 mm)等级,且灼热丝起燃温度(GWIT)可达750℃;氧指数测试结果表明,加入偏硼酸钡能有效提高复合材料的氧指数。     

Mg(OH)2与包覆红磷协效阻燃PP/PA6复合材料的研究

研究了包覆红磷和Mg(OH)2/包覆红磷复配体系对聚丙烯/尼龙6(PP/PA6)合金性能的影响,分析了不同阻燃体系对PP/PA6合金的阻燃性能和力学性能的影响,选用热塑性弹性体POE-g-MAH对阻燃PP/PA6复合材料进行了增韧改性.结果表明:Mg(OH)2与包覆红磷能协效阻燃PP/PA6复合体系,当包覆红磷添加量为15份.Mg(OH)2为30份时,PP/PA6复合材料的氧指数从19.2%提高到27.5%;POE较好地改善了材料的冲击性能,其添加量为15份时,材料的冲击强度可由3.4 kJ/m2增大至8.6 kJ/m2,并保持良好的阻燃性能.     

水滑石对MCA阻燃PA6性能的影响

研究了水滑石对三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)阻燃聚酰胺(PA6)的力学性能、热稳定性和阻燃性能的影响,讨论了水滑石在MCA阻燃PA6热分解历程和燃烧过程所发挥的作用。结果表明,随着水滑石用量从0%增加到15%,MCA阻燃PA6复合材料的拉伸强度从73 MPa下降到65 MPa,降幅约11%,冲击强度从40 J/m下降到34 J/m,降幅为15%。随着水滑石用量增加,MCA阻燃PA6的复合材料的热稳定性能下降,但材料的防火性能得到提高,另外,随着水滑石用量从0%增加到15%,M CA阻燃PA6的极限氧指数从32%升高到36%。     

环保型无卤阻燃剂在PA6材料中的应用

以聚酰胺(PA) 6为基体材料,添加二乙基次膦酸铝(ADP)、三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)为阻燃剂,通过熔融共混制备无卤阻燃PA6复合材料。采用水平垂直燃烧仪、氧指数测定仪、万能材料试验机以及热重分析仪研究了ADP和MCA用量对无卤阻燃PA6阻燃性能、力学性能、热降解行为的影响,并采用扫描电子显微镜观察了燃烧后炭层的形貌,探讨了ADP与MCA间的协效阻燃作用。结果表明,制备的阻燃PA6复合材料均能达到UL94 V–0阻燃级别;当ADP添加量为18%时,极限氧指数(LOI)可达33.3%;当添加14% ADP时,ADP/MCA复配阻燃体系的LOI值保持在31%以上;MCA对ADP产生协效阻燃作用,MCA的加入使得热分解温度降低,加速了PA6在燃烧时的成炭,改善了炭层结构,并使PA6具有较好的力学性能。     

无卤阻燃增强PA66的研制及其应用

以包覆红磷和三聚氰胺氰尿酸(MCA)作为协效阻燃剂,玻璃纤维作为增强体系,加入增容剂和其它添加剂,制备了一种无卤阻燃增强尼龙(PA)66材料.从阻燃性能、热性能、力学性能等方面表征两种阻燃剂的协效作用;探讨了增容剂的加入对复合体系性能的影响.结果表明,当PA66增强料、包覆红磷、MCA、增容剂的质量比为100∶15∶5∶6时,复合材料具有较好的阻燃性能和力学性能.该材料已广泛应用于电子、电器领域.     

三聚氰胺氰尿酸盐/氧化锑/石墨烯复合阻燃玻璃纤维增强聚酰胺6复合材料

研究了阻燃剂三聚氰胺氰尿酸盐（MCA）/氧化锑（Sb2O3）和石墨烯（GP）对玻璃纤维（GF）增强聚酰胺6（PA6）复合材料性能的影响。结果表明,MCA/Sb2O3（质量比为70/30）的加入改善了PA6和GF的相容性,与不添加阻燃剂的PA6/GF相比,当MCA/Sb2O3含量为30份时,复合材料的强度、刚性和阻燃性能显著提高;GP的加入对PA6/GF的力学性能影响不大,但阻燃性能明显提高,当GP的含量为0.3份时,复合材料的极限氧指数达到30.1 %,阻燃等级达到UL 94 V-0级;GP在PA6/GF的燃烧过程中具有促进炭化和发泡双重作用。     

高含量玻璃纤维增强阻燃聚酰胺材料的制备与性能

采用双螺杆挤出机制备了聚酰胺6(PA6)/50%（质量分数,下同）玻璃纤维（GF）、PA66/50%GF、PA56/50%GF 3种高含量GF增强阻燃PA复合材料,对比研究了红磷、溴系、磷氮3种阻燃体系下复合材料的力学性能、阻燃性能和激光打标性能。结果表明,不同阻燃体系对复合材料的力学性能有明显影响,吸水平衡后,PA66复合材料的力学性能保持率最高;PA56复合材料在3种阻燃体系中均表现出比PA6、PA66复合材料更好的阻燃性能;红外激光和紫外激光的打标效果存在明显不同,而在阻燃体系和激光光源相同的条件下,PA6、PA66和PA56 3种PA复合材料的激光打标效果没有明显差异。     

玻璃纤维增强尼龙66改性研究进展

阐述了玻璃纤维增强尼龙66在增韧改性、阻燃改性、耐溶剂改性、耐磨改性、界面改性、复合改性和制备工艺改进等方面的研究进展。指出玻璃纤维增强尼龙66目前常用的增韧方法是与弹性体和高韧性聚烯烃共混,而阻燃改性的有效手段是添加微胶囊化红磷和P-N型阻燃剂。     

Effect of halloysite nanotubes on thermal and flame retardant properties of polyamide 6/melamine cyanurate composites

In this study, polyamide 6 (PA6) with various contents of halloysite nanotubes (HNTs) and melamine cyanurate (MCA) were prepared by a twin‐screw extruder. The flame retardant and physical properties of PA6 composites were examined. X‐ray diffraction (XRD) patterns of PA6/HNTs and PA6/MCA/HNTs composites showed that HNTs as a nanoscale material dispersed in PA6 whether with MCA or not. Thermo gravimetric analyzer (TGA) results showed the presence of HNTs can improve thermal stability of PA6 and PA6/MCA composites. The incorporation of HNTs seemed to result the increase of crystallinity of PA6 and PA6/MCA composites from the differential scanning calorimetry (DSC) results. The combined of HNTs and MCA that leads to further improvements limiting oxygen index (LOI) value of PA6 to 31.7% exerted a positive effect on flame retardancy of PA6. What's more, some mechanical enhancements of PA6 with adding of HNTs were achieved and HNTs also made the tensile properties of PA6/MCA composites improved. POLYM. COMPOS., 36:892–896, 2015. © 2014 Society of Plastics Engineers     

高灼热丝环保型阻燃增强PBT的研制

通过阻燃剂的多元复配研究开发了高灼热丝环保型阻燃增强聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)。采用以下阻燃剂体系进行复配实验:十溴二苯乙烷、溴化聚苯乙烯、多元复合型阻燃剂、三氧化二锑。最终确定:多元复合型阻燃剂加上三氧化二锑这个阻燃体系可以使PBT获得最高的灼热丝值,可以通过800℃灼热丝试验。     

赤磷阻燃剂母料在热塑性工程塑料中的应用

以自制赤磷母料作为工程塑料ＰＡ６,ＰＡ６６,ＰＥＴ,ＰＥＴ的阻燃剂,对不同的阻燃复合材料进行相应的力学性能、电性能和阻燃性能比较。结果表明,赤磷母料阻燃的工程塑料具有较高的力学性能和电性能,尤其是具有较高的相比漏电起良指数值。     

无卤阻燃增强PA66的研制及其在断路器外壳中的应用

采用红磷母粒阻燃玻璃纤维增强聚酰胺66(PA66),并添加适当的添加剂,制备了无卤阻燃增强PA66;考察了阻燃剂、增容剂及其它助剂对材料性能的影响。结果表明,该材料具有较高的力学性能、电绝缘性能和阻燃性能;用该材料制备的断路器外壳具有较好的阻燃性能及电绝缘性能,产品质量得到了客户认可。     

改性MCA的固相合成及其在PA6中的应用

本实验选用一种新的方法合成改性三聚氰胺氰尿酸盐(MCA),将三聚氰胺(MA)、氰尿酸(CA)和极少量水混合成膏状物并使其在室温下反应一定时间,再加入少量MCA和二氧化硅(Si O2)溶胶使其继续反应以制备改性MCA(mMCA)阻燃剂。将制备的mMCA与尼龙6(PA6)熔融共混制备阻燃PA6复合材料。用FTIR、XRD和TG对所制mMCA进行了表征,对阻燃PA6复合材料的阻燃性能和力学性能进行了测试。结果表明:所制mMCA的FTIR、XRD特征峰与MCA的特征峰一致;m MCA的最大热失重温度有了较大的提升达到465.2℃。在PA6复合材料中,当阻燃剂含量为13%时,阻燃PA6复合材料的极限氧指数(LOI)达到33%,阻燃性能为UL-94 V0级,锥形量热测试的PHRR降低了26.3%。随着阻燃剂含量的增加,复合材料的力学性能有所提高。与传统大量水体系制备mMCA方法相比,此法具有工艺简单、不需加热、耗水量极低,没有污水排放等优点。