焦磷酸哌嗪协同次磷酸铝阻燃聚丙烯复合材料性能

为提高聚丙烯(PP)的阻燃性能,以焦磷酸哌嗪(PAPP)和次磷酸铝(AHP)为原料,通过熔融挤出的方式制备了不同质量比的PP复合材料,采用极限氧指数(LOI)、UL94垂直燃烧、热重分析(TG-DTG)、锥形量热(CONE)和扫描电子显微镜(SEM)等测试手段对PP复合材料热稳定性及阻燃抑烟性能进行分析,研究PAPP和AHP不同配比对阻燃性能的影响。结果表明,PAPP和AHP膨胀阻燃剂的加入大幅提升了PP复合材料的阻燃抑烟性能,当PAPP和AHP质量比为4∶1,总添加量为25%时,PP复合材料LOI达到31.5%,通过UL94垂直燃烧V-0级,800℃残炭率为23.16%,说明PAPP和AHP两者发挥了较好的协同阻燃作用。此外,其热释放速率(HRR)、总热释放量(THR)、烟释放速率(SPR)和总烟释放量(TSP)都得到大幅降低,SEM结果表明阻燃成分在PP复合材料表面形成了连续、致密的膨胀炭层,提升了材料的阻燃和抑烟性能。     

类水滑石及其复配阻燃剂阻燃聚丙烯应用研究

以聚丙烯(PP)复合阻燃材料样条的极限氧指数(LOI)为主要考察指标,考察了类水滑石(LDHs)及其与焦磷酸哌嗪(PAPP)、次磷酸铝(AHP)等在不同质量比下复配添加对PP复合材料阻燃性能的影响。实验结果表明:当复配阻燃剂的添加量为40%,LDHs∶PPAP∶AHP质量比为3∶1∶1时,PP复合材料的LOI值由17.6%提高到28.6%,UL-94测试达到V-0级。添加了LDHs、PPAP、AHP的PP复合阻燃材料样条的弯曲和拉伸强度较单独添加LDHs时有所提高,力学性能得到明显改善。通过SEM分析和TG、DTG分析,初步认为不同质量比LDHs/PPAP/AHP的阻燃作用可简要概括为"协效成炭阻燃作用机制"。LDHs/PPAP/AHP的协效添加,明显提高PP复合材料的残炭率,样条燃烧后生成较厚的膨胀残炭层,提高了PP复合材料的阻燃性能。     

PP复合材料的制备及其阻燃性能研究

将碳微球(CMSs)及聚磷酸铵(APP)添加至聚丙烯(PP)中,制备了PP复合材料。采用极限氧指数(LOI)、热重分析仪(TGA)、锥形量热仪(CONE)及电子万能试验机(EUT)等表征手段对PP复合材料的阻燃性能、热稳定性能以及力学性能进行了测试分析,考察了APP与CMSs的质量比以及添加量对PP阻燃体系性能的影响。结果表明:在APP与CMSs质量比为4:1,总添加量为30%时,PP/CMSs/APP复合材料的LOI为28.7%,较纯PP提高了59.4%;火灾性能指数(FPI)值较纯PP提高了约5倍;热释放速率峰值(PHRR)、总热释放量(THR)、平均热释放速率(MHRR)和平均有效燃烧热(MEHC)分别较纯PP降低了31.11%、14.2%、24.5%和32.1%;火灾蔓延指数(FGI)值较纯PP降低了55.3%,且复合材料的热稳定性有所提高,成炭能力显著提升,PP的阻燃性能得到明显改善。     

磷酸硼协效膨胀型阻燃剂对聚丙烯阻燃性能的研究

在膨胀型阻燃剂（IFR）中添加不同比例的协效剂磷酸硼（BP）制备复合阻燃剂,将复合阻燃剂加入聚丙烯（PP）中,制备阻燃PP复合材料。通过垂直燃烧、极限氧指数测试、锥形量热测试、热重分析和力学性能测试对PP复合材料进行表征。结果表明：BP对IFR具有显著的协同阻燃效果。当添加2%BP和13%IFR时,PP/IFR/BP复合材料（样品4#）阻燃性能最佳,燃烧等级达到V-0,极限氧指数达到30.8%。样品4#的热释放速率峰值、平均热释放速率、总产烟量和总释放热与加入15%IFR的阻燃PP相比,分别降低19.51%、4.40%、34.00%和6.87%,700℃时样品4#的质量保留率增加50%。燃烧过程中,PP/IFR/BP复合材料的硼元素在凝聚相中催化IFR交联成炭,较未添加BP的复合材料,PP/IFR/BP炭层膨胀程度更高且更致密。BP协效剂的添加降低了阻燃剂的添加量,明显提升复合材料的力学性能。     

聚苯乙烯/次磷酸铝复合材料的制备及阻燃性能

采用熔融共混的方法制备了聚苯乙烯/次磷酸铝(PS/AHP)复合材料。采用热重分析测试研究了复合材料的热稳定性,通过极限氧指数、垂直燃烧和微型量热测试研究了复合材料的阻燃性能。研究表明:次磷酸铝(AHP)有效提高了PS/AHP复合材料的阻燃性能,当次磷酸铝添加量为20%时,复合材料可以达到UL-94 V-0级别,极限氧指数为24.0%;热重分析研究表明次磷酸铝的加入可以延缓聚苯乙烯分子链的降解,提高复合材料高温成炭率;微型量热(MCC)测试表明PS/AHP30与纯PS相比,其热释放速率峰值和总热释放分别下降40.5%和18.9%。     

溶液共混法制备聚丙烯/碱式硫酸镁晶须复合材料阻燃性能研究

采用溶液共混法将碱式硫酸镁晶须(MOSw)与聚丙烯(PP)进行共混,经过降温沉淀、抽滤洗涤及真空干燥等过程制备了一系列不同含量的聚丙烯/碱式硫酸镁晶须(PP/MOSw)复合材料。通过水平燃烧试验、锥形量热等测试手段考察了PP/MOSw复合材料的阻燃性能,结果表明,MOSw的加入对PP树脂有良好的阻燃效果。随着MOSw添加量的增大,其阻燃效果呈先升高后降低的趋势,添加量为10%时阻燃效果最好。此外,通过热重、残炭照片分析以及Raman光谱等手段研究了MOSw阻燃PP基体的机理,结果表明,MOSw的加入不仅提高了PP的热稳定性,同时使燃烧残炭层更加完整,从而表现出更好的阻燃性能。     

有机化坡缕石黏土-膨胀型阻燃聚丙烯复合材料的制备及性能

制备了优异阻燃性能(LOI36%)兼具良好力学性能的膨胀型阻燃聚丙烯复合材料OPGS/PA-APP/PP。将有机化坡缕石黏土引入到哌嗪-多聚磷酸铵(PA-APP)膨胀型阻燃(IFR)聚丙烯(PP)复合材料中,通过极限氧指数(LOI)、垂直燃烧(UL-94)、热重分析法(TGA)、扫描电子显微镜(SEM)、通用电子万能试验机研究了有机化坡缕石黏土添加量对PA-APP阻燃聚丙烯复合材料阻燃性能和力学性能的影响。结果表明,添加质量分数为2%的有机化坡缕石黏土提高了该复合材料的阻燃性能和力学性能。此外,所制备样品经垂直燃烧测试可达到阻燃V-0级别。实验证明,有机化坡缕石黏土在膨胀型阻燃聚丙烯复合材料中具有明显的协效阻燃作用。     

一种膨胀型阻燃剂阻燃聚丙烯性能的研究

研究了N-P膨胀型阻燃剂(NPR)对聚丙烯(PP)阻燃性能的影响。进行了力学性能测试,并利用热重分析仪、氧指数测定仪、水平-垂直燃烧试验仪对阻燃PP的各项性能进行了进一步的表征。结果表明:当NPR添加量为20%时,PP/NPR复合材料冲击性能最高;当NPR添加量为30%时,PP/NPR复合材料弯曲性能最高;NPR的加入可提高PP/NPR复合材料的热稳定性;添加量超过30%后,复合材料的分解残余量无太大变化,但是NPR过量添加会恶化材料的力学性能;当NPR添加量为40%时,LOI为23.3%,材料无法点燃,达到UL 94V-0级。     

羟基锡酸锌/MPP-PER协同阻燃聚丙烯的性能研究

将三聚氰胺磷酸盐(MPP)、季戊四醇(PER)用于聚丙烯(PP)阻燃改性，研究了羟基锡酸锌(ZHS)对PP抑烟效果的影响。采用极限氧指数(LOI)、UL-94燃烧等级测试、烟密度、锥量测试分析了阻燃PP复合材料的阻燃性能。结果表明，MPP-PER复配能起到较好的阻燃协同作用，能有效提升聚丙烯复合材料的阻燃性能；ZHS的加入能显著降低聚丙烯复合材料的产烟量。当MPP-PER阻燃剂添加量为26%,ZHS的添加量为3%时，LOI达25.1%,UL-94通过V-2级(1.6 mm),燃烧最大比光密度(Ds_max)相比于纯PP降低了23.7%。     

CMSs对新型聚丙烯膨胀阻燃体系性能的影响

为了进一步提高聚丙烯(PP)膨胀阻燃体系的阻燃性能,将碳微球(CMSs)添加至膨胀型阻燃聚丙烯(壳聚糖/聚磷酸铵/聚丙烯(CS/APP/PP))体系中,经熔融共混的方法制备出CMSs/CS/APP/PP复合材料。采用数显氧指数仪(LOI)、锥形量热仪(CONE)、电子万能试验机(EUT)等仪器对复合材料进行了测试,同时考察了CMSs对聚丙烯膨胀阻燃体系(CS/APP/PP)阻燃性能的影响。结果表明,CMSs的加入可提高材料的阻燃性;在CMSs添加量为3%时,复合材料的极限氧指数达到31.5%,较CS/APP/PP体系提高了18.9%;热释放速率峰值(PHRR)、平均热释放速率(MHRR)、平均有效燃烧热(MEHC)、总热释放量(THR)均明显降低,成炭率显著提高,炭层更加致密,火灾性能指数(FPI)达到最大,为0.089 3 m~2·s/kW,较CS/APP/PP体系提高了1倍多,材料的阻燃性大幅度提升。同时CMSs的加入显著提高了复合材料的抑烟性,使复合材料的总烟释放量(TSR)、CO和CO_2的排放均明显降低;且复合材料的火灾蔓延指数(FGI)显著减小,为1.16 kW/(m~2·s),较CS/APP/PP体系降低了29.9%,火灾危险性明显降低。     

阻燃聚丁二酸丁二醇酯复合材料的制备及其阻燃性能研究

采用熔融共混技术,将次磷酸铝(AHP)和三聚氰胺氰尿酸盐(MC)引入聚丁二酸丁二醇酯(PBS),制备了一系列阻燃PBS复合材料,并采用极限氧指数、垂直燃烧、微型量热测试以及热失重分析研究了复合材料的阻燃性能以及热稳定性。结果表明,AHP可以有效提高PBS复合材料的阻燃性能;AHP与MC复配可以进一步提高复合材料的阻燃性能,两者质量比为2∶1,添加量为20 %（质量分数,下同）即可使复合材料达到UL 94 V 0级别,极限氧指数达到29 %;AHP以及复合阻燃体系可以有效提高复合材料初始分解温度及其高温稳定性。     

聚磷酸铵与次磷酸铝的共微胶囊制备及其在阻燃聚丙烯中的应用

以三聚氰胺-甲醛树脂(MF)为囊材、聚磷酸铵(APP)和次磷酸铝(AHP)为芯材,制备出共微胶囊化阻燃剂M(A-A)。通过傅里叶变换红外光谱、扫描电子显微镜及溶解度测试等方法来表征MF的包覆效果;采用垂直燃烧测定仪、极限氧指数仪和锥形量热仪等设备考察M(A-A)对聚丙烯(PP)的阻燃效果;通过冲击和拉伸实验对复合材料的力学性能进行表征。结果表明,MF树脂成功包覆并有效提高了A-A的耐水性能;添加相同质量的M(A-A)和A-A,前者明显降低热释放速率(RHRR)和总热释放量(HTHR),对PP的阻燃效果更好。添加阻燃剂后,复合材料的冲击强度先提高后降低,经过微胶囊化处理的阻燃剂对材料的拉伸性能损伤更小。     

氢氧化镧对聚丙烯膨胀阻燃体系性能影响

采用燃烧性能测试、热重分析、扫描电镜和力学性能测试等手段,分别研究了氢氧化镧对聚丙烯/磷酸密胺盐/季戊四醇(PP/MP/PER)复合材料阻燃性能和力学性能的影响。结果表明,添加氢氧化镧的PP/MP/PER复合材料的垂直燃烧指数均达到V0级别,当氢氧化镧添加量为0.5 %（质量分数,下同）时,复合材料的极限氧指数可达33.0 %,说明氢氧化镧能在一定程度上提高了PP的阻燃性能,是一种有效的阻燃协效剂。这可能是因为膨胀阻燃PP体系在燃烧过程中,氢氧化镧可与膨胀型阻燃剂反应形成网状结构、提高体系黏度,促进体系形成致密的炭层,提高体系的残炭量。研究还表明,在膨胀阻燃PP体系引入适量的氢氧化镧可在一定程度上提高体系的力学性能。     

聚合受阻胺对膨胀阻燃聚丙烯性能影响

采用四甲基哌啶胺、乙二胺和三聚氯氰为原料,制备了聚合受阻胺,采用傅立叶变换红外光谱和元素分析进行了表征。将聚合受阻胺添加到多聚磷酸铵(APP)和季戊四醇(PER)复配成的膨胀型阻燃剂中,制备成膨胀阻燃聚丙烯(PP)复合材料。研究了聚合受阻胺用量对膨胀阻燃PP复合材料阻燃性能的影响,并对阻燃协同作用机理进行了初步分析。结果表明,添加少量聚合受阻胺可明显提高膨胀阻燃PP复合材料的阻燃性能,当APP/PER/聚合受阻胺添加量分别为15%,5%和2.0%时,膨胀阻燃PP复合材料的极限氧指数达到28.4%,垂直燃烧达到V–0级。热重分析和热重–质谱联用测试结果表明,聚合受阻胺延迟了复合材料的热降解行为,提高了残炭量,减缓了CO和CO_2的产生速率,体现了自由基捕捉功能。扫描电子显微镜、X射线光电子能谱和激光拉曼光谱测试结果表明,添加聚合受阻胺后,复合材料形成更多的膨胀型残炭,且在残炭中C元素的含量提高,保留更多的C—H结构。     

MPOP/APP复合阻燃剂对PP燃烧行为的影响

通过熔融共混法制备了聚丙烯/三聚氰胺聚磷酸盐(PP/MPOP)和聚丙烯/三聚氰胺聚磷酸盐/聚磷酸铵(PP/MPOP/APP)阻燃复合材料,探讨了阻燃剂MPOP的添加量以及MPOP、APP的配比对复合材料燃烧行为的影响。结果表明:PP/MPOP复合材料的热稳定性和阻燃性能随MPOP添加量的增加而提高,且均在MPOP添加量为30份时达到最大值。同PP/MPOP(100/30)相比,当复合阻燃剂MPOP/APP的添加量为30份、且配比为15/15时,复合材料PP/MPOP/APP的热稳定性下降。但在所有试样中,该阻燃PP复合材料具有最低的最大分解速率以及最高的成炭率;其极限氧指数(LOI)为23.6%,较PP/MPOP(100/30)和纯PP分别提高了22.3%和32.6%;并且PP/MPOP/APP(100/15/15)的平均热释放速率、总释热量、有效燃烧热均达到最低值,因此该复合材料具有最佳的阻燃性能。     

氧化亚镍在RTB-IFR膨胀阻燃体系中的协效作用

将氧化亚镍(NiO)与膨胀阻燃剂(RTB-IFR,未添加协效剂成分)复配,应用在聚丙烯(PP)复合材料中以研究NiO的阻燃协效作用。探讨了NiO对膨胀阻燃PP复合材料的阻燃性能、力学性能及热降解行为的影响。结果表明,在PP中单独添加20%RTB-IFR阻燃剂,PP复合材料具有较好的阻燃性能,氧指数为31.8%,3.2 mm样条能通过UL94 V-0级。当RTB-IFR阻燃剂中加入5%NiO时,PP复合材料的阻燃性能明显得到提高,氧指数达到33.6%,1.6 mm样条即能通过UL94 V-0级。同时,NiO对PP复合材料的力学性能影响较小。NiO的引入改变了RTB-IFR及RTB-IFR/PP体系的热降解过程,降低了PP复合材料的热分解速率,提高了复合材料高温时的残炭量和热稳定性。     

磷-氮-锡膨胀阻燃剂阻燃聚丙烯的性能研究

在三嗪成炭剂和聚磷酸铵复配基础上,添加少量羟基锡酸锌(ZHS)作为协效剂,复配成磷-氮-锡(P-N-Sn)膨胀阻燃剂,通过热重分析(TG)、极限氧指数(LOI)、UL94测试、锥形量热仪以及扫描电镜(SEM)等测试手段,研究不同质量分数的P-N-Sn体系对PP复合材料阻燃抑烟性能及炭层结构的影响。实验结果表明,三嗪成炭剂-聚磷酸铵(TCA-APP)质量分数为26%时,阻燃PP复合材料在800℃时的残炭率提高了8.54%,最大热失重速率(MMLR)降低了44%,LOI由纯PP的18.8%提升至27.2%,UL94垂直燃烧等级达到V-0级,峰值热释放速率(pHRR)由599.79 kW/m²降至277.40 kW/m²,热释放总量(THR)由141.23 MJ/m²降至133.68 MJ/m²;ZHS的加入提升了P-N-Sn体系的阻燃和抑烟性能,添加0.5%的ZHS,残炭率提升至13.15%,SEM显示材料表面形成了致密的炭层,LOI达到32%,同时抑烟性能也得到了体现,热释放速率和总热释放量进一步降低...     

海泡石对聚丙烯复合材料的协效阻燃作用研究

将海泡石(SEP)添加到膨胀阻燃聚丙烯(PP)复合材料中,考察了SEP对该体系的协效阻燃作用。结果表明,SEP的加入使PP复合材料的极限氧指数明显提高,且通过UL94垂直燃烧V–0级测试;热重分析测试表明,SEP明显提高了PP复合材料的热稳定性;锥形量热仪测试发现,SEP的引入明显降低了复合材料的热释放速率及产烟量。加入少量海泡石能减少膨胀阻燃剂的用量,明显改善阻燃复合材料的吸湿性能。     

硅胶与膨胀型阻燃剂复配阻燃LGF/PP复合材料的性能研究

研究硅胶(SG)作为协效剂与IFR协同阻燃LGF/PP复合材料的性能。通过极限氧指数(LOI)、垂直燃烧(UL-94)、锥形量热仪(CONE)、热重分析法(TG)、扫描电子显微镜(SEM)、力学性能等测试表征LGF/PP/IFR/SG阻燃复合体系的性能。结果表明:当硅胶用量为2%时,阻燃复合材料的LOI为29.4%,且燃烧等级达到V-0级;CONE测试结果表明LGF/PP/IFR/SG阻燃复合材料的第一热释放速率峰值降低,而第二热释放速率峰消失;LGF/PP/IFR/SG阻燃复合材料具有较好的热稳定性,且产生致密均匀的炭层;并研究硅胶用量对复合材料力学性能的影响。     

固相剪切碾磨制备无卤协效阻燃聚丙烯材料

采用固相剪切碾磨技术制备了由石墨烯(GE)和低聚倍半硅氧烷(POSS)组成的复合协效剂协效膨胀阻燃聚丙烯(PP)复合材料。采用极限氧指数(LOI)、UL94垂直燃烧、微型量热(MCC)、扫描电镜(SEM)、力学测试等方法,研究了阻燃PP复合材料的结构与性能。结果表明,GE明显提高了阻燃PP材料的阻燃性能。与PP/RMAPP/POSS(80/19/1)相比,PP/RMAPP/POSS/GE(80/18. 8/1/0. 2)的最大热释放速率(PHRR)降低了33%,垂直燃烧水平提高至UL-94 V0级。此外,当GE添加量为0. 2%时,与未碾磨PP阻燃材料相比,碾磨制备的PP阻燃材料的极限氧指数由27. 0%提高至29. 5%,拉伸强度由29. 2 MPa提高至33. 5 MPa,因此,磨盘碾磨强大的三维剪切力场作用,可以改善阻燃剂在PP基体中的分散性和界面相容性,提高PP阻燃材料的阻燃性能和力学性能。