新型有机硼-氮阻燃剂的合成及其阻燃性能

为了进一步探究芳基硼酸衍生物作为阻燃剂的应用,设计并合成了一种含三嗪环的新型芳基硼酸衍生物:2,4,6-三(4-硼酸-2-噻吩)-1,3,5-三嗪(3TT-3BA)。利用热重分析研究了3TT-3BA及其中间产物的热性能,并且对比了3TT-3BA和中间产物对环氧树脂的阻燃性能,研究发现3TT-3BA具有好的阻燃性能。当加入质量分数20%的3TT-3BA到环氧树脂中,环氧树脂的极限氧指数(LOI)达到了31.2%,达到了UL94 V-0级别。通过扫描电镜,探究了3TT-3BA的阻燃机理,得出3TT-3BA为膨胀型阻燃剂。     

三聚氰胺包覆聚磷酸铵阻燃环氧树脂的研究

研究了三聚氰胺包覆聚磷酸铵(MPP)与季戊四醇(PER)阻燃环氧树脂的燃烧性能。通过热重分析初步探讨了MPP/PER阻燃剂对环氧树脂的阻燃机理。结果表明:MPP/PER对环氧树脂具有很好的阻燃作用,能有效提高环氧树脂的氧指数和垂直燃烧性能,降低环氧树脂的热释放速率,使燃烧过程变得稳定,降低环氧树脂的火灾危险性。热重分析表明:添加了阻燃剂以后,环氧树脂的初始分解温度降低,残炭量显著增加,阻燃剂发挥了凝聚相阻燃的作用。     

一种新型有机硼阻燃剂及其阻燃EVA材料的研究

将已经设计合成的一种绿色环保有机硼阻燃剂:三(4,4',4"-三硼酸-苯基)硼(3BzB-3B)应用于EVA材料的阻燃改性,通过对阻燃EVA材料进行热重、阻燃性能以及力学分析,探究3BzB-3B对EVA材料的阻燃机理、阻燃性能以及力学性能的影响。结果表明:阻燃剂3BzB-3B的阻燃机理属于凝聚相阻燃,在燃烧过程中可促进EVA材料炭层的形成,对提高EVA材料的阻燃性能起到良好作用;该阻燃剂的加入虽然对EVA材料力学性能有一定的弱化,但影响不大;3BzB-3B可成为一种新型的有机硼阻燃剂。     

焦磷酸哌嗪膨胀型阻燃剂在环氧树脂中的阻燃性能研究

以环氧树脂(EP)为基体,加入非聚磷酸铵(APP)膨胀型无卤阻燃剂FR-1420制备得到了无卤阻燃环氧树脂材料,考察了阻燃剂用量对环氧树脂阻燃性能及力学性能的影响,通过热重分析(TG)研究了材料的热分解行为,通过扫描电镜(SEM)研究了残炭形貌。结果表明,阻燃剂FR-1420的加入能显著提高环氧树脂的阻燃性能,FR-1420质量分数达到10%时,材料3.2 mm样条即可达到UL94 V-0级,极限氧指数(LOI)达到26.6%;增加阻燃剂质量分数至20%,材料1.6 mm样条可以达到UL94 V-0级,LOI增加至32.6%。TG分析显示,加入阻燃剂后材料的初始分解温度提前,残炭量增加;SEM形貌分析显示,垂直燃烧测试后产生的炭层为连续致密结构,隔热隔氧效果较好。阻燃剂与环氧树脂界面相容性较好,阻燃环氧树脂材料强度略微降低,材料模量增加。     

含季戊四醇二磷酸酯三聚氰胺-尿醛树脂盐环氧树脂的阻燃性能

合成了一种新型廉价高分子膨胀阻燃剂?季戊四醇二磷酸酯三聚氰胺-尿醛树脂盐. 红外光谱表明,该阻燃剂的结构为双环笼状含磷大分子. 将其应用于环氧树脂,所得阻燃环氧树脂采用热重分析、锥形量热仪研究其热解、阻燃性能,并用Broido方程计算热解活化能的变化. 结果表明,阻燃环氧树脂的平均热释放速率降低30.7%,总热释放量降低52.2%,烟气排放量降低42.7%,CO产率降低70.5%,CO2产率降低73.5%,剩炭率增加19.1%,添加30%的阻燃剂可使材料氧指数达30.5,阻燃效果与DOPO类似. 环氧树脂热解活化能为73.5 kJ/mol,添加阻燃剂后其值为83.5 kJ/mol,降低10 kJ/mol,表明阻燃剂对环氧树脂的热解具有催化成炭作用.     

新型含磷阻燃剂的制备及在环氧树脂体系中的应用

本文以三氯氧磷、对羟基苯甲醛及DOPO为原料成功合成了一种新型含磷阻燃剂DOPO-TPPO,采用FTIR测试对其结构进行了表征。通过热重分析测试(TGA)研究了产物的热稳定性、热降解行为及成炭性能,表明该阻燃剂具有较好的热稳定性和成炭性能。将阻燃剂DOPO-TPPO添加到环氧树脂中,以二氨基二苯硫砜(DDS)为固化剂制备阻燃环氧树脂固化物,通过极限氧指数(LOI)和垂直燃烧(UL-94)测试研究了环氧树脂固化物的阻燃性能。结果表明:合成产物的起始热分解温度为195℃,在700℃时的残炭量为29%,当阻燃剂添加量(质量分数)为11.0%时,环氧树脂固化物能通过垂直燃烧UL-94 V-0级,氧指数高达32.0%,表明该物质对环氧树脂材料具有优异的阻燃性能。     

磷氮阻燃剂GAP-DOPO的合成及其对环氧树脂阻燃性能

以3-氨基苯酚、戊二醛及9,10-2H-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)为原料,制备了一种磷氮阻燃剂1,5-双(3-羟基苯氨基)-1,5-双{二苯并[c,e][1,2]氧杂膦-6-氧化物}戊烷(GAP-DOPO),对中间体1,5-双(3-羟基苯基亚胺基)戊烷(GAP)和GAP-DOPO的物料配比、溶剂用量、反应温度和反应时间进行了单因素考察,GAPDOPO的最佳合成条件为:n(GAP)∶n(DOPO)=1.0∶2.1,溶剂用量为GAP质量的10倍,反应温度为90℃,反应时间为6 h。通过FTIR、~1HNMR与TGA对阻燃剂的结构及热性能进行了表征;将GAP-DOPO用于阻燃环氧树脂(E-51),制备了3种阻燃环氧树脂复合材料EP1、EP2和EP3,并用TGA、SEM对复合材料的热性能及残炭结构进行了表征,使用垂直燃烧测试仪对试样进行了燃烧测试。结果表明:当w(GAP-DOPO)=30%时,EP3可通过UL94 V-0级测试;TGA结果显示,在800℃(N_2氛围)下,EP3残炭率为21.5%,与纯环氧树脂的16.3%相比,提高了31.9%;SEM结果表明:阻燃剂的加入能够明显改善环氧树脂燃烧后残炭形貌,GAP-DOPO能够提高环氧树脂的阻燃性能。     

含磷阻燃剂阻燃环氧树脂热降解动力学

以2-二苯基膦酰基-1,4-苯二酚(DPO-HQ)为阻燃剂制备了阻燃环氧树脂,利用动态热重分析法(TGA)研究了纯环氧树脂(EP)和阻燃环氧树脂(FR-EP)在不同升温速率下的热稳定性,建立了EP和FR-EP体系的动力学模型和非模型动力学(MFK),并对比分析了模型动力学和非模型动力学对于描述EP体系和FR-EP体系的适用性.结果表明:阻燃剂的引入降低了环氧树脂初始降解温度,但增加了残炭率.由Flynn-Wall-Ozawa方法和Coats-Redfern方法建立的模型动力学表征EP和FR-EP体系高温降解过程中误差较大,而非模型动力学能更准确地预测和描述EP和FR-EP体系的高温降解行为.     

新型磷氮阻燃剂GAP-DOPO的合成制备及其对环氧树脂阻燃性能影响的研究

以3-氨基酚、戊二醛及DOPO为原料制备了一种新型磷氮阻燃剂GAP-DOPO,通过红外、核磁与TGA对阻燃剂的结构及热性能进行了表征;将GAP-DOPO用于阻燃环氧(EP)树脂,并用TGA、SEM对复合材料的热性能及残炭结构进行表征,同时使用垂直燃烧测试仪对试样进行了燃烧测试。结果表明,当GAP-DOPO添加量为30wt%时,可通过UL-94 V-0级测试;TGA显示其在800℃(N2氛围)下,其残炭率由16.3%上升至21.5%,提高了31.9%;同时SEM说明阻燃剂的加入能够明显改善树脂燃烧后残炭形貌,能够增加复合材料的阻燃性能。     

新型含磷阻燃剂的合成及其阻燃环氧树脂的性能

以苯基磷酰二氯、对羟基苯甲醛、对氨基苯酚及DOPO为原料成功合成了一种新型含磷阻燃剂二[4-(对羟基苯胺-磷杂菲-亚甲基)苯氧基]苯基氧化膦(DOPO-PPO),通过傅里叶红外光谱(FTIR)测试对其结构进行了表征。通过热重分析测试(TGA)研究了产物的热稳定性、热降解行为及成炭性能,结果表明:合成产物的起始热分解温度为280℃,在700℃时的残炭量为36.0%,表明该阻燃剂具有较好的热稳定性和成炭性能。将合成的阻燃剂添加到环氧树脂中,以二氨基二苯硫砜(DDS)为固化剂制备阻燃环氧树脂固化物,通过极限氧指数(LOI)和垂直燃烧(UL-94)测试研究了材料的阻燃性能,通过TGA测试研究了材料的热稳定性及成炭性能,通过耐水测试研究了材料的耐水性能,通过扫描电镜(SEM)研究了炭层的形貌。测试结果表明:当阻燃剂的添加量为14%时,此时材料中含磷质量分数仅为1.1%,材料通过了垂直燃烧测试的UL-94 V-0级,氧指数达到了33.5%,表现出良好的阻燃效率。热重分析测试结果表明:阻燃剂的加入促使材料提前降解,同时提高了材料的成炭性能,在700℃时材料的残炭量由14.1%提高到了27.8%。耐水测试表明:阻燃剂的加入降低了材料的吸水率,耐水测试后材料依然保持良好的阻燃性能。SEM测试表明:阻燃剂的加入使材料在燃烧过程中形成了更加均一、致密的炭层,很好地保护了下层材料,从而提高了环氧树脂材料的阻燃性能。     

纳米层状石墨/六方氮化硼协效膨胀阻燃EP复合材料的制备与阻燃特性研究

首先将环氧树脂与少量膨胀阻燃剂进行复配出环氧树脂/膨胀阻燃复合材料,再将石墨、氮化硼两种材料同时进行微波剥离,制备出纳米层状石墨/纳米氮化硼,将其与环氧树脂/膨胀阻燃复合材料进行协效阻燃,制备出阻燃型环氧树脂复合材料。分别研究了微波剥离出的纳米层状石墨/氮化硼作为协效阻燃剂对复合材料的热稳定性能、燃烧性能、固化行为的影响。使用扫描电子显微镜观察石墨、氮化硼剥离前后的差异,发现经合适的微波剥离工艺可有效制备纳米层状石墨/纳米氮化硼;使用热重分析仪对比纳米层状石墨/纳米氮化硼环氧树脂复合材料与环氧树脂/膨胀阻燃复合材料的热稳定性,结果表明残炭率提高了30%;使用锥形量热仪对比纳米层状石墨/纳米氮化硼环氧树脂复合材料与环氧树脂/膨胀阻燃复合材料的燃烧性能,结果表明燃烧时间延长了51 s,平均热释放速率降低了29%。     

新型有机金属阻燃剂改性EP的阻燃性能与热降解

一种新型有机金属阻燃剂1,1,3,3-四苯基-2-[3-(三乙氧基甲硅烷基)丙基]-5,8-二硫-2-2-氮杂-1λ^5,3λ^5-二磷-4-镍螺[3.4]辛烷(PNS)被应用于改性环氧树脂.对改性后的环氧树脂的阻燃性能和燃烧行为进行了研究.在仅添加7％PNS时,改性环氧树脂的极限氧指数达到32.2％;微型量热测试结果...     

聚磷酸铵/离子液体复配环氧树脂阻燃剂研究北大核心CSCD

为优化聚磷酸铵(APP)的阻燃效率,提高环氧树脂材料的阻燃性能,选取离子液体1-丁基-3-甲基咪唑磷酸二丁酯([Bmim][DBP])为增效剂制备复配型阻燃剂。采用热重分析研究了复配型阻燃剂及其改性的环氧复合材料的热解性能,采用极限氧指数和水平垂直燃烧试验考察了复合材料的阻燃性能。结果表明,[Bmim][DBP]添加质量分数为10%时,APP的热稳定性降低,但残炭率提高,适量的[Bmim][DBP]提高了APP的阻燃效率。复配型阻燃剂添加质量分数10%的环氧复合材料的极限氧指数达到30.0以上,复合材料的热稳定性降低,但成炭性能提高,表明APP与[Bmim][DBP]之间存在协同作用。     

PM/PEPA协同阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料的性能研究

将磷酸三聚氰胺盐(PM)和季戊四醇磷酸酯(PEPA)复配成一种新型的无卤阻燃剂,并对硬质聚氨酯泡沫(RPUF)塑料进行阻燃。利用极限氧指数(LOI)和热重分析(TGA)考察了阻燃RPUF的阻燃性能及热降解行为,采用残炭率和燃烧试验对阻燃RPUF进行测试分析。结果表明,PM和PEPA按质量比为1∶1复配而成的阻燃剂对RPUF塑料阻燃时效果优异,在阻燃剂添加量为16%时,RPUF氧指数达到24.3%左右,500℃时残炭率为37.4%。PM和PEPA复配能使RPUF高温燃烧时形成较稳定的炭层,对RPUF塑料具有阻燃协同作用。     

阻燃香蕉纤维增强环氧树脂复合材料的动态力学性能和热性能研究

采用硅烷偶联剂(A-174)对香蕉纤维(BF)进行表面处理,采用硫酸铵、硼砂、磷酸氢二铵、磷酸三丁酯作为阻燃剂处理BF,选用添加了阻燃剂三聚氰胺焦磷酸盐(MPP)和季戊四醇(PER)的环氧树脂作为基体树脂,通过热压成型工艺制备阻燃BF增强环氧树脂复合材料。分别采用动态力学分析(DMA)、扫描电镜(SEM)、热重分析(TG)研究阻燃BF增强环氧树脂复合材料的动态力学性能、微观形貌以及热性能。结果表明:当阻燃BF含量为30%时,复合材料的储能模量、损耗模量达到最大值,分别比纯环氧树脂提高了570%和110%;当阻燃纤维含量为20%时,复合材料的玻璃化转变温度也比纯环氧树脂提高了16.9℃。通过扫描电子显微镜(SEM)观察说明纤维与环氧树脂之间产生良好的界面黏合作用,宏观上表现为动态力学性能的提高;热失重研究结果表明,阻燃BF的加入能明显提高环氧树脂的热分解温度和残炭率。     

甲基三硼硅烷对PET热性能和阻燃性能的影响

以硼酸和甲基三甲氧基硅烷为原料合成一种硼硅化合物甲基三硼硅烷,通过傅立叶变换红外光谱和热重(TG)分析确定其化学结构和热性能。TG分析数据表明,新型阻燃剂甲基三硼硅烷在氮气气氛和空气气氛中都有很好的热稳定性。将其以熔融共混的方法应用于聚对苯二甲酸乙二酯(PET)的阻燃研究,通过TG分析阻燃PET的热性能,实验表明,阻燃剂甲基三硼硅烷的加入可使PET的失重过程向高温推移,提高质量保持率。采用极限氧指数(LOI)和垂直燃烧测试(UL94)判定阻燃剂对PET的阻燃效果。当阻燃剂的质量分数仅为3%时,阻燃PET的LOI能达34.3%,UL94等级可达V–0级,自熄能力较好。     

DOPO改性ATH阻燃环氧树脂性能的研究

采用9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)改性氢氧化铝(ATH),制备了(DOPO-ATH)阻燃剂,并用以阻燃环氧树脂(EP)。利用傅里叶红外光谱(FTIR)、热失重分析(TGA)、对DOPO-ATH进行了结构表征和热分析。通过锥形量热测试(CCT)、扫描电子显微镜(SEM)、热重红外联用(TG-FTIR)等手段对EP/DOPO-ATH复合材料的阻燃性能及残炭结构进行研究。结果表明,DOPO-ATH的残炭率(700℃)高达68%,具有较好的成炭能力。与纯EP相比,7%DOPO-ATH使EP的热释放速率峰值(pHRR)下降到689.5kW/m~2,相比纯EP的pHRR(1079.2kW/m~2)下降了36%。随DOPO-ATH含量的增加,EP/DOPO-ATH的残炭率逐渐增加,EP/DOPO-ATH燃烧炭层致密,炭层中以含磷和铝的化合物为主,形成了良好的凝聚相阻燃机理,同时DOPO-ATH在气态阶段磷的释放对EP固化物的火焰抑制作用,实现气相阻燃机理。     

新型苯桥基的双三苯胺衍生物的合成与光物理性能研究

基于三苯胺类衍生物良好的荧光特性,设计了以苯基为桥基的双三苯胺衍生物,以对二溴苯和三苯胺硼酸为起始原料经Suzuki偶联和溴化反应,最后再分别与五种不同的芳基硼酸交叉偶联合成了具有扭曲结构的苯桥基的双三苯胺衍生物。采用IR、NMR和HRMS等方法对化合物的结构进行了表征,通过理论模拟计算、热重分析、紫外吸收和荧光发射对化合物的热力学和光物理性质进行了研究。实验表明,这些化合物不仅具有良好的蓝色荧光材料性能,还具有作为空穴传输材料的潜力。     

阻燃改性纺织物的热解动力学探讨

利用热重分析仪将三种不同配方的阻燃剂处理的三种不同材质的纺织品分别进行热重分析测试。通过TG曲线和DTG曲线分析,选取了阻燃效果较好的棉质样品A3、涤纶样品B3和棉涤混纺样品C2,以五个不同的升温速率对样品进行热重分析测试。采用Kissinger法求出线性拟合的相关系数和表观活化能。     

新型磷系阻燃剂合成及其在聚丙烯中的应用

以甲醛、DOPO、三氯氧磷为原料,制备了1种新型磷系阻燃剂三((6-氧代二苯并[c,e][1,2]氧杂膦嗪-6-基)甲基)磷酸酯(TOPMP),对反应的物料配比、溶剂用量、温度和时间进行了考察,TOPMP的最佳合成条件为:n(POCl_3)∶n(DOPO-CH_2OH)=1. 0∶3. 1,溶剂用量为DOPO-CH_2OH质量的5倍,反应温度为80℃,反应时间为20 h。通过FT-IR、1HNMR与TG对阻燃剂的结构及热性能进行了测试表征;将TOPMP用于阻燃聚丙烯,并用TG、SEM分析了聚丙烯复合材料的阻燃性能、热性能及残炭形貌。TG结果表明:在800℃下,PP-3残炭率为20. 63%;扫描电镜结果表明:阻燃剂能够明显改善复合材料燃烧后的残炭形貌;当TOPMP加入量为30%时,聚丙烯复合材料的阻燃性能明显提高。