膨胀型阻燃剂阻燃PP/SBS/POE共混物的性能研究

研究了聚磷酸胺类膨胀型阻燃剂（AP）和磷酸酯膨胀型阻燃剂(NP)的用量对聚丙烯（PP）/苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物（SBS）/乙烯-辛烯共聚物（POE）共混体系的力学性能、燃烧性能和遇水抗析出性能的影响。探讨了阻燃剂的析出机理,并从耐电压方面分析其在电线电缆领域应用的可行性。结果表明,NP具有更高的分解温度和残炭率。将AP与NP分别加入到PP/SBS/POE共混体系中,共混物的拉伸强度和断裂伸长率都降低,但阻燃性能提高。在相同添加量下,NP阻燃的共混物的拉伸强度和氧指数更高,而AP更能促进共混物成炭。AP和NP在热水浸泡过程中都会析出,析出过程是由表层向内部逐步析出的过程,析出量随着浸泡时间延长而增加。在相同的浸泡时间下,NP体系的析出量更小。浸泡后的共混物的力学性能和阻燃性能下降。     

少量增容剂对膨胀阻燃PP/POE共混复合体系性能的影响

为提高聚丙烯(PP)材料的热性能和力学性能,选用膨胀型阻燃剂(IFR)对PP/乙烯-辛烯共聚物(POE)共混体系进行阻燃改性,应用双螺杆共混挤出的方法制备了PP/POE/IFR共混复合体系,对共混复合体系的阻燃性能、力学性能、膨胀炭层以及微观相结构进行了研究。结果表明,少量增容剂马来酸酐接枝POE(POE-g-MAH)的加入使得IFR颗粒的分散更加均匀、分散粒径减小,同时颗粒与聚合物基体间的结合更加紧密,从而对共混复合体系的力学和阻燃性能都有明显的提高,特别是提高冲击强度。当PP/POE/IFR/POE-g-MAH配比为80/17/20/3时,共混复合体系的平均热释放速率、热释放速率峰值、比消光面积平均值、总烟释放量较未添加增容剂的共混复合体系(PP/POE/IFR配比为80/20/20)分别下降了22.4%,14.9%,29.2%,21.8%,冲击强度提高了69.6%。     

氧化锌催化膨胀型阻燃剂对PP阻燃及力学性能的影响

研究了氧化锌催化膨胀型阻燃剂(APP/PER)对PP阻燃和力学性能的影响。研究表明,当APP/PER质量比为20/10,ZnO的质量分数为1．3%时,阻燃PP的LOI值达到最大;同时阻燃PP的拉伸强度和冲击强度比不含ZnO的PP有所提高。TG结果表明,ZnO的加入使阻燃PP燃烧时降解过程加快并生成更多的剩炭,形成稳定的保护层,从而提高了PP的阻燃效果。SEN的形貌观察表明,加入ZnO的试样燃烧炭膜孔径较小、孔膜较厚。     

PP／交联POE共混物力学性能和形态的研究

采用过氧化二异丙苯（DCP）引发POE弹性体交联，溶解性实验与熔体流动速率实验结果表明，当DCP含量从0．5‰（质量含量，下同）增加至5．0‰时，凝胶含量从0．8％增加至12．8％，对应的共混物的熔体流动速率从2．80g／10min下降至0．80g／10min，这是POE弹性体交联的结果。将交联后的POE与PP共混，其与PP的共混物的冲击强度在较低的交联度时有一小范围的提高，当DCP含量超过2．0‰后，共混物的冲击性能明显下降。扫描电镜观察表明，随着POE交联度的增加，共混物中POE在基体中的分散明显变差，这与其冲击性能有很好的相关性。     

聚丙烯膨胀型阻燃剂研究进展

膨胀型阻燃剂是一类环保型阻燃剂,目前用于聚丙烯的膨胀型阻燃剂在国内外己开展了大量的研究工作。综述了近年来国内外聚丙烯的膨胀型阻燃剂的研究进展以及相关的硅烷协效剂、金属协效剂和其它一些协效剂在阻燃体系中的应用,并对研发具有优良阻燃性能和力学性能的聚丙烯膨胀型阻燃剂的一些研究思路进行了归纳和介绍。     

PP/M-HOS/POE三元复合材料的界面改性与力学性能

采用马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)及马来酸酐接枝乙烯-1-辛烯共聚物(POE-g-MAH)为界面相容剂，利用熔融共混法制备PP／镁盐晶须(M—HOS)／POE三元复合材料，研究了PP-g-MAH及POE-g-MAH的用量及配比、M-HOS和POE的用量对三元复合材料力学性能的影响。结果表明：当PP／M-HOS／POE的质量比为100／10／20时，PP-g-MAH的最佳用量为3份；利用PP-g-MAH及POE-g-MAH作为复合相容剂可同时改善M-HOS与PP和POE的界面相容性，促进POE、M-HOS对PP的增韧补强作用，使三元复合材料的力学性能得到了明显的改善。     

POE改性PP的性能研究

采用动态黏弹谱,并辅以扫描电子显微镜、差示扫描量热仪,研究不同熔体流动速率和不同聚合方式的聚丙烯(PP)中加入乙烯-辛烯共聚物(POE)后,分子运动、微观结构和力学性能之间的关系。在POE添加量较低时,PP非晶内耗峰减弱,随着POE添加量的增加,tanδ2、tanδ3内耗峰变宽、增强。POE可显著提高均聚PP的常温抗冲击性能和共聚PP的低温抗冲击性能。POE在共聚PP中易与乙丙橡胶颗粒熔合缠结形成大颗粒,在均聚PP中易形成细小的颗粒。POE在与其黏度相近的PP中更易分散。     

DB-AO对POE/POE-g-MAH复合材料性能的影响

采用熔融共混方法制备乙烯-辛烯共聚物(POE)/马来酸酐接枝POE(POE-g-MAH)/十溴二苯醚-三氧化二锑(DB-AO)复合材料,研究DB-AO对POE/POE-g-MAH复合材料性能的影响。结果表明:DB-AO延缓基体的分解,复合材料表观热稳定性降低;DB-AO质量分数为15%时,复合材料阻燃级别达到FV-0级;随着DB-AO含量的增加,复合材料的热释放速率和质量损失速率有不同程度的下降;合适的DB-AO加入量有利于复合材料力学性能的提高。     

PP/POE/BaSO4三元复合体系力学性能研究

采用2步法工艺制备了PP／POE／BaSO4[聚丙烯／（乙烯／辛烯共聚物）／硫酸钡]、PP／POE／偶联剂处理BaSO4和PP／POE／马来酸酐处理BaSO4三元复合体系。前2种三元复合体系形成了完全分离结构，而后1种三元复合体系形成了核壳包覆结构。力学性能研究表明，具有核-壳结构的三元复合体系的拉伸屈服应力、冲击韧性大于具有完全分离结构的三元复合体系，但前者的弯曲模量与断裂伸长率小于后者。     

基体性质对PP／POE共混物力学性能和形态的影响

采用过氧化二异丙苯（DCP）降解PP／POE共混物。熔体流动速率试验结果表明，当DCP含量从0．2‰（质量分数，下同）增加到1‰时，对应的共混物的熔体流动速率从7．0g／10min增加到17．2g／10min，二者基本成线性关系。并且这种增加（相对分子质量的降低）导致其冲击性能从125J／m下降到50J／m；拉伸实验结果表明，共混物相对分子质量的降低对其屈服应力影响不大，这说明相对分子质量的降低主要是引起基体断裂应力的降低，从而导致共混物的冲击强度大大降低；通过扫描电子显微镜观察了不同相对分子质量共混物中橡胶相的分散情况，结果表明，随着DCP含量的增加，共混物中橡胶相的相区尺寸明显增加。因此，共混物冲击强度的降低是基体相对分子质量降低与橡胶相粒径变化共同作用的结果。     

改性海泡石与金属氧化物对膨胀阻燃PP燃烧性能的影响

采用极限氧指数、垂直燃烧、TGA、FTIR和SEM等方法研究了改性海泡石(SP)及金属氧化物(ZnO、Ni2O3)对聚丙烯(PP)/马来酸酐接枝三元乙丙橡胶(EPDM-g-MAH)/膨胀阻燃剂(IFR)体系燃烧性能的影响。极限氧指数和垂直燃烧结果表明:SP及金属氧化物均对IFR有一定的协效作用,能提高体系的极限氧指数和阻燃性能。TGA结果表明:SP可以提高燃烧残余炭层的稳定性和残炭率。SEM观察表明:SP与ZnO复配体系的燃烧残余炭层更致密和连续。FTIR测试发现SP、金属氧化物促进了IFR在PP体系中的交联成炭作用,较快生成连续的保护性炭层。     

膨胀型阻燃剂PEPA/MP阻燃聚丙烯的研究

用季戊四醇磷酸酯(PEPA)作成炭剂,与三聚氰胺磷酸盐(MP)和协效剂按一定比例复配成膨胀型阻燃剂(IFR),用于聚丙烯(PP)的阻燃。研究IFR含量对PP燃烧性能和力学性能的影响,结果表明:IFR添加量为23%时,阻燃PP的氧指数(LOI)为26.3%,阻燃等级达到UL94 V-0级。与PP相比,阻燃PP的拉伸强度、冲击强度降低,弯曲强度提高。采用差示扫描量热仪(DSC)、热失重(TG)、扫描电镜(SEM)等方法对阻燃PP的热性能、成炭性能等进行分析,结果表明:随IFR添加量增大,PP的结晶度增大,起始分解温度降低,高温成炭率提高。阻燃PP燃烧后形成表面致密,内部多孔的膨胀炭层结构。     

改性聚磷酸铵对三嗪类膨胀阻燃聚丙烯性能的影响

由改性聚磷酸铵(APP)、自制的三嗪类成炭发泡剂(CFA)等复配制成膨胀型阻燃剂(IFR),以二氧化硅、二氧化钛等为协效剂阻燃聚丙烯(PP)。研究了不同组分的IFR及协效剂对阻燃PP复合材料阻燃性能、力学性能和耐水性能的影响。结果表明:改性APP的亲水性下降;由改性APP/CFA(4/1)、二氧化硅协效剂复配的PP复合材料阻燃性能、力学性能优良,助剂在PP基体中分散性好,热水浸泡后氧指数为32.5%,仍能达到UL94V—1级,失重率为2.92%。     

膨胀型阻燃剂对聚丙烯性能的影响

考察了多聚磷酸铵(APP)、季戊四醇(PT)、三聚氰胺(M)复配而成的膨胀型阻燃剂(IFR)的膨胀度、剩碳率、及用该阻燃体系制备的阻燃聚丙烯的阻燃性和热流变行为随各组分变化的规律。结果表明：当m(APP)：m(M)：m(PT)=(1．5～2．5)：(1．0～2．0)：(0．5～1．5)时阻燃性能较好。IFR中各组分对阻燃PP的流变性产生不同影响，M和APP量的增加，会使阻燃PP的粘度增加，而PT用量的增加会使阻燃PP的粘度降低。     

膨胀型阻燃剂b-MAP对聚丙烯阻燃性能的显微学研究

膨胀型阻燃剂b-MAP与聚丙烯的相容性良好,5%的b-MAP的添加量可以使聚丙烯UL94阻燃等级达V0级,极限氧指数为29.0%.通过扫描电子显微镜对b-MAP-PP复合材料燃烧后的膨胀炭层结构进行观察,发现膨胀炭层外部堆叠紧密,内部充斥着不燃性气体氨气,此种形貌结构有效地阻止了氧气和热量的透入,从而阻止材料进一步燃烧.     

尼龙增强膨胀型阻燃PP的研究

用尼龙6(PA6)代替部分季戊四醇(PT)作成炭剂,制得了膨胀型阻燃聚丙烯(IFR-PP),讨论了PA6对IFR-PP的力学性能、阻燃性能、热稳定性和流变行为的影响。结果表明：PA6的加入提高了IFR-PP的表观粘度、力学性能和热稳定性。PA6的用量为3％时,IFR-PP的拉伸强度提高了24．2％,分解温度提高了18℃;同时阻燃性能保持不变,且具有良好的加工性能。     

聚丙烯膨胀型无卤阻燃体系中协同效应的研究

研究了膨胀型无卤阻燃体系中协同阻燃剂对聚丙烯阻燃效果及流动性的影响,研究结果表明：协同阻燃剂的加入显著提高了ＰＰ 的阻燃性能,彻底克服了熔滴现象,合适的Ｐ－ Ｃ－ Ｎ 比例是形成优质炭层的保证;抑烟效果显著;明显改善了ＰＰ 阻燃体系的熔体流动性。     

聚丙烯/尼龙/纳米蒙脱土膨胀型阻燃材料的研究

用尼龙6(PA6)代替季戊四醇(PT)作为成炭剂组成的膨胀型阻燃聚丙烯(PP)有熔滴、阻燃效果差的缺点，加入纳米蒙脱土(nano-MMT)作为阻燃剂的协效剂后可克服以上缺点。研究结果表明：加入质量分数为4％的nano-MMT不仅克服了阻燃体系熔滴的缺点，还使材料的拉伸强度提高了44．3％；热重分析和燃烧测试表明，nano-MMT的加入提高了材料的热稳定性，使剩炭率增加了12％，从而提高了材料的阻燃性能；由扫描电镜(SEM)观察发现：nano-MMT的加入增强了材料的界面粘结力，提高了材料的韧性，起到了一定的增容作用。     

无卤膨胀型阻燃聚丙烯的性能研究

利用微胶囊化技术合成的新型磷氮体系无卤膨胀型阻燃剂IFR对聚丙烯（PP）进行阻燃。考察了阻燃剂IFR中聚磷酸铵（APP）的微胶囊包覆效果以及阻燃剂IFR对PP的阻燃性能、力学性能、热稳定性以及表面形态等的影响。结果发现包覆后的APP粒度均匀致密，效果比较良好；在PP中添加的IFR阻燃剂质量分数达到30％左右时，有明显的成炭效果，氧指数达到32％，阻燃性能提高；力学性能下降也趋于平缓；且IFR与PP的界面相容性比较良好；阻燃PP材料的热稳定性也得到了提高。