聚铝硅氧烷对聚碳酸酯阻燃性能的影响

采用水解缩合法制备了聚铝硅氧烷阻燃剂。应用热失重分析、锥形量热分析和极限氧指数研究了聚铝硅氧烷对聚碳酸酯（PC）热性能和阻燃性能的影响。结果表明,聚铝硅氧烷可降低PC的热降解速率,提高残炭量。添加质量分数为5 %的聚铝硅氧烷可使PC的极限氧指数从25.5 %提高到29.4 %,火灾性能指数提高了近2.5倍,并且显著降低了燃烧过程中产生的烟、热及CO、CO2等有害气体的释放量,有效提高了PC的阻燃性能。     

聚硼硅氧烷阻燃PC/ABS合金的制备与其阻燃性能

通过极限氧指数和锥形量热分析研究了阻燃剂聚硼硅氧烷对聚碳酸酯/丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物（PC/ABS）合金的阻燃作用。结果表明,添加5 %（质量分数,下同）的聚硼硅氧烷可使PC/ABS合金的极限氧指数从24 %提高到28.6 %;添加聚硼硅氧烷可使火灾性能指数升高63 %,并且可减少燃烧过程中产生的烟、热及CO、CO2等有害气体,促进成炭,保护基体材料,缓和燃烧过程,降低火灾安全隐患。     

有机硅阻燃木塑复合材料的性能研究

利用甲基苯基聚硼硅氧烷(PB)及其与纳米Si O2或APP的复合阻燃剂制备了阻燃木塑复合材料,研究了阻燃剂对木塑复合材料(WPC)阻燃性能和力学性能的影响。结果表明,在热降解过程中,聚硼硅氧烷显著提高了木塑复合材料的800℃残炭率,促进了残炭的形成,PB与纳米Si O2或APP复配使用可使木塑复合材料的热降解残炭进一步提高。PB及其复合阻燃剂使木塑复合材料的热、CO2释放速率及质量损失率降低,PB与APP复配对木塑复合材料的阻燃效果最好。PB及其复合阻燃剂使木塑复合材料的弯曲强度明显提高,对拉伸强度影响不大,但使冲击强度下降。     

聚硼硅氧烷阻燃剂的合成工艺及其在聚碳酸酯中的应用

采用二步合成法制备了聚硼硅氧烷阻燃剂(PB),通过改变硼酸/硅烷比、缩合温度、水解时间优化了PB的合成工艺。同时研究了PB对聚碳酸酯(PC)阻燃性能和物理性能的影响。结果表明:严格控制硼酸/硅烷比和缩合温度是制备高效阻燃PB的关键,当硼酸/硅烷比(摩尔比)为1:1、缩合温度为100℃时所制备的PB的阻燃性能最好,在PC中添加5%(质量分数)该PB阻燃剂,PC的极限氧指数(LOI)从26%提高到39.4%。在热降解过程中,PB使PC的起始降解温度降低,但可使PC的热降解速率降低,高温残炭量增加,从而提高了PC的阻燃性能。添加PB可以基本保持PC优良的力学性能。另外,PB可保持PC原有的透明性,PC/PB阻燃材料仍旧呈透明状态。     

硅氧烷处理纳米层状硅酸盐对膨胀阻燃聚乳酸性能的影响

采用4种经过不同表面处理剂改性的有机层状硅酸盐（Clay）与膨胀型阻燃剂复配阻燃聚乳酸（PLA）。通过熔融共混的方法制备阻燃PLA纳米复合材料,并通过极限氧指数、垂直燃烧、锥形量热测试和热失重分析对材料阻燃性能和热稳定性进行了研究,通过扫描电子显微镜对残炭形貌进行了分析。结果表明,加入经硅氧烷表面处理的Clay的PLA具有最好的热稳定性和阻燃性能;与不加Clay的阻燃PLA复合材料相比,极限氧指数从30.6 %提高至34.2 %,并且通过垂直燃烧UL 94 V-0级别,热释放速率峰值从283 kW/m2下降至199 kW/m2,下降幅度为30 %;残炭形貌分析结果显示,加入硅氧烷表面处理之后的Clay能够使残炭更加完整致密,从而提高了材料的阻燃性能。     

AlPi对ABS无卤阻燃材料阻燃性能的影响

研究了次磷酸铝(Al Pi)对苯乙烯-丁二烯-丙烯腈三元共聚物(ABS)/聚酰胺(PA)6/苯乙烯-马来酸酐共聚物(SMA)/聚磷酸胺(APP)无卤阻燃材料阻燃性能的影响。采用极限氧指数仪和热重分析仪等研究了改性前后ABS无卤阻燃材料的阻燃性能。结果表明:Al Pi的加入改善了ABS/PA 6/SMA/APP无卤阻燃材料的燃烧性能。固定APP与Al Pi的总质量分数为20%,当m(APP)∶m(Al Pi)为17∶3时,改性ABS无卤阻燃材料的极限氧指数达30%,阻燃等级达到UL-94 V-0级,阻燃材料在700℃的残炭率为7.05%,而未加Al Pi的阻燃材料在700℃的残炭率仅为2.22%。     

PET/二乙基次膦酸铝的阻燃和热降解动力学研究

将二乙基次膦酸铝(Al Pi)引入到聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)中,采用垂直燃烧和氧指数等检测手段对PET复合材料的阻燃性能进行了研究,并运用热重分析仪(TG)和Flynn-Wall-Ozawa法计算了热分解活化能,进一步对热降解行为进行了深入探讨。结果表明:Al Pi用量为15%时,PET复合材料可达到UL 94V-0级,氧指数从21.2%逐渐提高到34.8%,阻燃效果较好;随着Al Pi用量的增加,改性PET材料的起始热分解温度逐渐降低,但其残炭率逐渐提高,同时当降解率(α)在0.5~0.7之间时,PET/Al Pi的降解活化能高于PET。表明Al Pi可促进PET复合材料在后期降解过程中形成更多炭层,起到隔热和隔氧的作用,有效地提高材料的阻燃性。     

甲基膦酸三聚氰胺的制备及高效阻燃不饱和聚酯研究

以甲基膦酸和三聚氰胺为原料,合成了聚甲基膦酸三聚氰胺（MMP）,通过傅里叶红外测试对其结构进行了表征。结果表明,阻燃剂的起始热分解温度为228 ℃,800 ℃残炭率为41.2 %,MMP具有良好的热稳定性和成炭性能;MMP添加到不饱和聚酯（UPR）材料中,当添加量为21 %（质量分数,下同）时,材料在垂直燃烧测试时达到了UL 94 V-0级,极限氧指数为38.5 %,表现出了很好的阻燃效率;MMP的加入促进了UPR的提前降解和成炭,提高了材料在高温时的成炭率,使得材料在燃烧时形成了膨胀致密的炭层,有效抑制了内层材料的降解和燃烧,从而提高了材料的阻燃性能。     

RDP与葫芦脲协同阻燃聚碳酸酯的研究

采用间苯二酚二苯基磷酸酯（RDP）复配大环分子葫芦［6］脲（CB［6］）对聚碳酸酯（PC）进行无卤阻燃改性。通过极限氧指数仪、锥形量热仪、热失重分析仪及扫描电子显微镜测试分析了阻燃体系的阻燃性能、热性能及燃烧炭层的微观形貌。结果表明,RDP与CB［6］复配质量比为6∶2时阻燃效果最好,材料的极限氧指数达到32.5 %,通过UL 94 V-0级,热释放速率峰值(PHRR)降低至266 kW/m2;复配阻燃体系的加入改善了PC热稳定性,提高了阻燃复合材料的残炭率;复配阻燃体系能促进形成连续致密的膨胀炭层。     

磷–氮膨胀型阻燃剂复配协同阻燃聚甲醛的研究

采用磷–氮复配膨胀型阻燃剂(50A)与酚醛树脂(PF)进行复配,研究了不同配比对聚甲醛(POM)的阻燃性能和力学性能的影响。通过垂直燃烧试验、极限氧指数法、热重分析研究了复配阻燃剂对POM的阻燃作用,并对阻燃POM材料燃烧后的残炭进行红外分析。结果表明,采用50A/PF复配的阻燃POM材料的垂直燃烧级别达到UL94 V–1级,极限氧指数可达26.7%;热重分析显示,阻燃POM材料在800℃时的残炭率显著提高;红外光谱分析证实了50A与PF在POM中有良好的协效阻燃作用。     

Thermal degradation and fire performance of plywood treated with expanded vermiculite

The new flame‐retardant plywood was manufactured by adding expanded vermiculite (EVMT) in the adhesive and by surface treatment as a flame‐retardant coating. The study discussed the effect of EVMT to the limited oxygen index values of samples. The thermal degradation process of plywood samples has been investigated by thermal analysis. The result showed that EVMT increased all the limited oxygen index values of the treated samples and decreased the thermal activation energy at a high degree of degradation. Scanning electron microscope (FEI, Holland, The Netherlands) images showed that EVMT could form a protective coating, which improved the flame retardancy of plywood. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

新型磷-氮膨胀阻燃剂在改性聚丙烯中的应用研究

采用自制干法合成的磷-氮膨胀型阻燃剂(磷酸酯三聚氰胺盐,IFR)复配聚磷酸胺(APP)和聚四氟乙烯(PT-FE)阻燃改性聚丙烯(PP),利用极限氧指数法、垂直燃烧法分析了阻燃PP的燃烧性能,通过热重分析仪、傅里叶变换红外光谱仪、扫描电子显微镜和X射线光电子能谱对阻燃PP的热降解过程、燃烧性能、残炭结构进行了分析,并研究了燃烧过程中复配阻燃体系对PP的阻燃机理。结果发现,IFR、APP和PTFE之间具有明显的阻燃协效作用;当阻燃剂总添加量为24%(APP为6%、IFR为17.5%、PTFE为0.5%)(质量分数)时,阻燃PP的极限氧指数达到30.1%,垂直燃烧测试达UL 94V-0级;加入阻燃剂还能提高PP的热稳定性。     

A polycarbonate/magnesium oxide nanocomposite with high flame retardancy

A new flame retardant polycarbonate/magnesium oxide (PC/MgO) nanocomposite, with high flame retardancy was developed by melt compounding. The effect of MgO to the flame retardancy, thermal property, and thermal degradation kinetics were investigated. Limited oxygen index (LOI) test revealed that a little amount of MgO (2 wt %) led to significant enhancement (LOI = 36.8) in flame retardancy. Thermogravimetric analysis results demonstrated that the onset temperature of degradation and temperature of maximum degradation rate decreased in both air and N₂ atmosphere. Apparent activation energy was estimated via Flynn–Wall–Ozawa method. Three steps in the thermal degradation kinetics were observed after incorporation of MgO into the matrix and the additive raised activation energies of the composite in the full range except the initial stage. It was interpreted that the flame retardancy of PC was influenced by MgO through the following two aspects: on the one hand, MgO catalyzed the thermal‐oxidative degradation and accelerated a thermal protection/mass loss barrier at burning surface; on the other hand, the filler decreased activation energies in the initial step and improved thermal stability in the final period. © 2011 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2011     

无机金属氧化物复合羊毛纤维的阻燃机理研究

通过热分析、剩碳率、氧指数和扫描电镜对无机金属氧化物溶胶处理后的羊毛样品的热降解行为进行了表征,并对其阻燃机理作了初步探讨。结果表明,经过阻燃处理的羊毛其氧指数、剩碳率比未处理的羊毛升高,阻燃性明显增强。     

阻燃粘胶纤维的热降解性能研究

采用极限氧指数法测定了阻燃粘胶纤维的阻燃性能;采用热重分析法研究了普通粘胶纤维和阻燃粘胶纤维的热稳定性及热降解表观活化能,初步探讨了阻燃粘胶纤维的热降解机理。结果表明,加入阻燃剂后,纤维的极限氧指数由19.5%增加到34.0%,且残留量由6.41%增加到20.67%。阻燃剂在纤维降解中凝聚相作用明显,降解后,阻燃剂主要残留在残渣里。     

AHP/碱木质素聚氨酯泡沫的阻燃性能

对精制后的碱木质素进行羟甲基化改性,再利用改性后的羟甲基化碱木质素部分替代聚醚多元醇,采用一步发泡法与聚合MDI制备了羟甲基化木质素基聚氨酯泡沫材料。将次磷酸铝(AHP)作为阻燃剂添加到泡沫中制备了阻燃碱木质素聚氨酯泡沫,通过极限氧指数(LOI)测试分析了羟甲基化木质素基阻燃聚氨酯泡沫的阻燃性能。利用热重分析(TG)和扫描电子显微镜(SEM)分别研究制得泡沫的热降解行为、成炭性能和残炭形貌。实验结果表明,当羟甲基化碱木质素替代聚醚多元醇的量为60%,次磷酸铝的添加量为30%时,碱木质素聚氨酯泡沫材料的极限氧指数(LOI)值达到了27.5%。因此,羟甲基化碱木质素和次磷酸铝使泡沫在燃烧时能更好的形成炭层,从而有效地隔绝空气,降低热传递,提高了材料的阻燃性能。     

磷化酚醛树脂的合成及其阻燃性能研究

以苯酚,三氯氧磷(POCl3),热塑性酚醛树脂(FR)为原料,三乙胺(Et3N)为缚酸剂合成了一种新型的含磷阻燃剂-磷化酚醛树脂(FR-P),采用红外光谱(FT IR),核磁共振磷谱(31PNMR),电感耦合等离子体发射光谱(ICP)及热重分析(TG)对聚合物的结构及热性能进行了表征,探讨了合成中的各因素对反应的影响,得出了最佳的合成工艺条件,并将合成的化合物用于PC的阻燃,采用热分析法、极限氧指数法(LOI)对阻燃体系的热性能和阻燃性能进行了表征,并与PC/FR阻燃体系进行了比较。研究结果表明,FR-P在高温下的热稳定性和成炭性与FR相比有较大的提高,它能促进PC热降解时成炭,使PC的热分解速率降低,当FR-P添加量为15%时,阻燃体系的LOI达31%,且通过UL94V-1级测试,其阻燃效果远远好于FR。     

（急）磷-氮阻燃剂的合成及整理棉织物性能

以亚磷酸二甲酯、丙烯酰胺和三聚氯氰为原料，合成了无甲醛磷-氮阻燃剂，并通过轧焙烘工艺对棉织物进行了阻燃整理。通过红外光谱对中间体和阻燃剂的结构进行了表征。通过红外光谱、电镜和EDS对整理织物的结构、表面形态和元素组成进行了表征，采用极限氧指数、垂直燃烧、锥形量热测试了整理织物的阻燃性能，采用热重测试了整理织物的热稳定性能。结果表明：阻燃剂成功整理到织物上，整理织物的最大热分解速率降低，残炭率提高。整理织物的极限氧指数由18%提高到31%，续燃时间，阴燃时间由9 s，25s均降到0 s，损毁长度由300 mm降低到74 mm。整理织物的最大热释放速率（PHRR）由203.5 kW?m-2降低到57.9 kW?m-2，总释放热（THR）由6.0 MJ?m-2,降低到2.7 MJ?m-2。     

Thermal degradation behaviors and flame retardancy of PC/ABS with novel silicon‐containing flame retardant

A novel flame retardant (DVN) containing silicon, phosphorus, and nitrogen has been synthesized from the reaction of 9,10‐dihydro‐9‐oxa‐10‐phosphaphenanthrene‐10‐oxide (DOPO), vinylmethyldimethoxy silane (VMDMS) and N‐β‐(aminoethyl)‐γ‐aminopropyle methyl dimethoxy silane (NMDMS), then incorporated into polycarbonate/acrylonitrile butadiene styrene (PC/ABS) alloy. The flame retardancy of PC/ABS/DVN is evaluated by cone calorimeter and limited oxygen index (LOI) and the thermal degradation behavior is investigated by thermogravimetric analysis under nitrogen and air. The PC/ABS/DVN sample was thermally degraded at 400°C for different amounts of time and studied by Fourier transform infrared spectroscopy to better understand the mechanism of flame retardancy. The results show that the thermal stability and flame retardancy of PC/ABS are improved by incorporation of DVN. Scanning electric microscopy results show that the outer surface of the char layer of PC/ABS/DVN after the LOI test is smooth and the internal structure is like swollen cells, which benefits the flame retardancy of PC/ABS. Copyright © 2007 John Wiley & Sons, Ltd.