白度化包裹红磷/膨胀型阻燃剂协效阻燃ABS的研究

采用极限氧指数(LOI)测试、垂直燃烧UL-94测试、热重分析(TG)和锥形量热仪(CCT)测试研究了膨胀阻燃剂(IFR)/白度化包裹红磷(WMRP)对ABS复合材料的阻燃性能和热稳定性的影响。其中IFR是由硅包裹APP(SiMCAPP)和可膨胀石墨(EG)以质量比为1∶3的比例组成的。结果表明,固定IFR和WMRP总质量分数为15%时,当WMRP的添加量为3%(wt,质量分数,下同)时,阻燃ABS复合材料LOI值最大为30.2%,UL-94测试达到V-0级,阻燃材料在700℃的残炭率为23.7%。锥形量热仪实验表明,相对于纯ABS添加3%WMRP的复合材料其最大热释放速率降低至201.8KW/m~2,总的热释放速率降低至60.7MJ/m~2,总烟释放量降低了47.9%。研究结果显示WMRP与膨胀阻燃剂之间存在阻燃协效作用,加入适量的WMRP可以提高膨胀阻燃剂阻燃效果。     

高性能微胶囊化红磷阻燃ABS的协效作用

通过双螺杆挤出机,采用不同增韧剂的冲击改性,制备了微胶囊化红磷和磷系阻燃剂RC200阻燃的高性能丙烯晴-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)树脂,发现10份乙烯-丙烯酸甲酯共聚物(EMA)增韧体系具有优异的综合性能,阻燃性可达到UL94V0级,冲击强度可达到78J/m,有较好的加工流动性。而且发现相对于高软段含量的聚氨酯(TPU),高硬段含量的聚氨酯具有更好的阻燃性。极限氧指数(LOI),UL94燃烧测试结果表明,纳米蒙脱土(MMT)具有显著的阻燃协效作用,热失重分析(TGA)结果表明,MMT能大幅度提高阻燃ABS体系的热稳定性,提高残炭量。     

苯并噁嗪与微胶囊红磷及丁腈橡胶对ABS的阻燃增韧

采用苯并噁嗪(BOZ)与微胶囊化红磷(MRP)复配制备了无卤阻燃丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)。研究了BOZ/MRP质量比和用量对阻燃ABS性能的影响。然后固定BOZ和MRP的用量,考察丁腈橡胶(NBR)的添加量对BOZ/MRP/ABS阻燃体系阻燃性能和力学性能的影响。结果表明,BOZ/MRP质量比为3:2,总量为20%(质量分数)时,可制得氧指数(LOI)达24.4%,垂直燃烧达UL-94 V-0级的无卤阻燃ABS;BOZ受热产生的酚羟基与红磷燃烧产生的氧化磷等发生酯化反应减缓了ABS的分解;NBR添加量为8%时,阻燃体系垂直燃烧达V-0级,拉伸强度为30.8 MPa,缺口冲击强度达11.4 kJ/m2。     

纳米改性氢氧化铝与包覆红磷协效阻燃PBT的研究

以纳米改性氢氧化铝(CG-ATH)与包覆红磷(RP)为无卤阻燃剂,研究其对聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)的阻燃性能和力学性能的影响。首先探讨了包覆红磷的添加量对PBT阻燃性能和力学性能的影响,然后固定包覆红磷用量,考察纳米CG-ATH的添加量对PBT/RP复合体系的阻燃性能和力学性能的影响。实验结果表明,纳米CG-ATH和包覆红磷能协效阻燃PBT复合体系,在包覆红磷添加量为10phr,纳米CG-ATH为20 phr时,PBT复合材料的氧指数从21%提高到30%,达到V-0级;复合材料的拉伸强度为57.0 M Pa,冲击强度为3.03 kJ/m2,断裂伸长率为5.79%,表明该PBT复合体系具有优良的阻燃性能和力学性能。     

聚磷酸酯阻燃剂对PC/ABS合金阻燃性能影响

以聚苯氧基磷酸-2-10-氢-9-氧杂-磷杂菲基对苯二酚酯(POPP)为阻燃剂,对PC/ABS合金进行阻燃改性。通过极限氧指数(LOI)测试、垂直燃烧(UL-94)测试、热重分析(TGA)测试、锥形量热(CONE)测试和扫描电镜(SEM)测试等表征方法研究其阻燃性能。结果表明,当阻燃剂添加量为15%时可以达到UL94 V-0级,LOI值为21.1%;最大热释放速率(Pk-HRR)下降41.7%,热释放总量(THR)下降31.1%;TGA和SEM分析显示改性PC/ABS合金具有更好的成炭效果,燃烧后能促进表面生成致密多孔炭层,有效的隔绝氧气提高材料的阻燃性能。     

环氧树脂/DOPS衍生物复合材料的阻燃性能及热降解行为

聚合物材料的阻燃性能与其热降解行为密切相关，研究热降解行为对理解其阻燃机理具有重要意义。在分析环氧树脂/DOPS衍生物(EP/MAH-DOPS)的阻燃性能和热稳定性的基础上，研究其热降解行为，并分析其残炭形貌，最后探讨其阻燃机理。实验结果表明：当阻燃剂含量为7.5%(质量分数)时，EP/MAH-DOPS的极限氧指数(LOI)值为29.3%,达到UL-94 V-0级，与纯EP相比，其热释放速率峰值(PHRR)和总热释放量(THR)分别降低了43.83%和7.43%;其初始分解温度(T_5%,333.81℃)低于纯EP(376.84℃),600℃的残炭量提高到22.12%。MAH-DOPS的加入促进了EP提前分解和成炭，从而进一步降低了EP的活化能。热重-红外(TG-FTIR)联用分析结果表明，阻燃剂MAH-DOPS主要通过热解产生磷氧自由基实现气相阻燃。扫描电子显微镜(SEM)结果表明，EP/MAH-DOPS能够形成更加完整、致密的炭层。从阻燃机理看，阻燃剂MAH-DOPS通过自由基猝灭和成炭分别在气相和凝聚相发挥阻燃作用，但以气相阻燃为主。     

氮-磷无卤阻燃剂对热塑性聚酯弹性体性能的影响

采用氮-磷无卤阻燃剂制备出具有良好阻燃性能的热塑性聚酯弹性体(TPEE)。研究表明阻燃剂对TPEE阻燃性能和热性能都有显著改善,其中三聚氰胺磷酸酯(MP)阻燃剂的阻燃效果最好,氧指数可以达到30%,垂直燃烧达到UL-94V-0级,点燃时间为341s,到达热释放速率峰值的时间为355s的p_(kHRR)达到134KW/m~2,总释放热(THR)最小。电学性能研究表明,由于阻燃剂的加入,抑制了TPEE极性基团的极化和能量损耗,降低了TPEE的介电常数,提高了其绝缘性能。氮-磷无卤阻燃剂的添加对热塑性聚酯弹性体的性能影响很大。     

β-环糊精包合物的制备及作为成炭剂在环氧树脂中的应用

利用β-环糊精(β-CD)独特的分子空腔,以β-CD为主体,二茂铁(FE)为客体制备了包合物。将此包合物作为成炭剂与1,3-苯二酚双(二苯基磷酸酯)(RDP)复配应用于环氧树脂(EP)的阻燃。热失重测试结果表明,此复配阻燃剂能够有效提高EP基体达到最大热降解(分解)速率时对应的温度,且呈现出良好的成炭性能。当复配阻燃剂的添加量为20%时,EP的极限氧指数(LOI)提高到35.0%,垂直燃烧测试(UL-94)达到V-0级别;锥形量热测试结果表明,20%的添加量能使EP的热释放速率峰值和总热释放量分别降低29.9%和29.1%,且总生烟量降低11.5%。因此β-CD包合物和RDP复配能够有效提高EP的阻燃和抑烟性能。     

双基协同阻燃环氧树脂HPCTP-DOPS/EP的性能研究

单一的磷杂菲、磷腈类阻燃剂的阻燃效果有限,为了改善9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-硫化物(DOPS)对环氧树脂(EP)的阻燃效果,将DOPS和六苯氧基环三磷腈(HPCTP)复配应用于EP。在总含P量为1.2wt%时,通过调整磷杂菲和磷腈阻燃剂中含P量的比例,将DOPS和HPCTP复配添加到EP中,制备EP复合材料。利用极限氧指数(LOI)、垂直燃烧(UL-94)、热重(TG)、锥形量热(CONE)、扫描电镜-能量色散X射线谱(SEM-EDS)、热重-红外光谱联用(TG-IR)等测试手段研究不同比例的磷杂菲和磷腈基团对EP热稳定性和阻燃性能的影响,探究双基协同阻燃规律和机制。研究结果表明：P、S元素之间存在协同阻燃作用,当总含P量为1.2wt%时,复合体系中随着含S量的增加,HPCTP-DOPS/EP的LOI值和UL-94等级逐渐升高,当HPCTP和DOPS中的含P量比为0.2∶1时,HPCTP-DOPS/EP的LOI值为30.4%,达到UL-94 V-0级,总热释放量(THR)和热释放速率峰值(PHRR)显著降低,燃烧后形成了更加致密、稳定的膨胀炭层,优于两种阻燃剂单独使...     

膨胀型阻燃剂/聚碳酸酯复合材料的阻燃性能研究

通过极限氧指(LOI)、水平垂直燃烧(UL-94)、热重分析法(TGA)、锥形量热(CONE)等方法研究了新型膨胀型阻燃剂(SNP)对聚碳酸酯(PC)阻燃性能的影响。结果表明,阻燃PC的SNP最佳添加量为0.075%(质量分数),复合材料的LOI达到34.75%、UL-94 V-0级别,其点燃时间(TTI)减少40%、烟热释放量的峰值(PSPR)降低16.7%、火势增长指数(FIGRA)降低56%、峰值热释放速率时间(TPK-HRR)是原料PC的1.6倍,呈现出良好的阻燃性能和抑烟效果。SEM研究表明,SNP阻燃PC存在凝聚相和气相双重阻燃机理。     

基于微流控技术的阻燃微胶囊的制备及其改性环氧树脂的性能与阻燃机制

为了进一步提高环氧树脂的阻燃性能,采用微流控技术制备了以乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(ETPTA)为壳,高效磷-氮阻燃剂(FR-PN)为芯材的FR-PN@ETPTA阻燃微胶囊,并将其运用于环氧树脂(EP)中;对比了FR-PN/EP、FR-PN@ETPTA/EP的热稳定性、阻燃性能和力学性能;探讨了FR-PN@ETPTA阻燃微胶囊对EP的燃烧性能和热降解行为的影响,揭示了FR-PN@ETPTA阻燃微胶囊的阻燃机制。试验结果表明：FR-PN@ETPTA阻燃微胶囊能够改善EP的阻燃性能,当阻燃微胶囊添加量为10wt%时,树脂的极限氧指数(LOI)值增加至37.3%,UL-94等级达到V-0级。环氧树脂中添加FR-PN阻燃剂或FR-PN@ETPTA阻燃微胶囊会降低树脂的拉伸性能和弯曲性能,但加入阻燃微胶囊试件的拉伸性能和弯曲性能优于加入阻燃剂的试件,且添加10wt%阻燃微胶囊后,树脂的冲击强度比纯EP增加了39%。研究表明,阻燃微胶囊改性环氧树脂的阻燃机制是气相阻燃与凝聚相阻燃相结合。     

无卤阻燃剂的复配对EVA保温材料阻燃性能的影响

在弹性乙烯醋酸乙烯酯共聚物(EVA)发泡体系中,添加氢氧化镁(MH)、氢氧化铝(ATH)、红磷3种无卤阻燃剂,研究它们对体系阻燃性能的影响。结果表明,MH、ATH和红磷单独添加均可以不同程度改善EVA发泡体系的阻燃性,但仍较差。MH、ATH和红磷3种阻燃剂复配添加可以大大提高EVA发泡体系的阻燃性能。当MH和ATH添加量分别为32.1%和10.7%,红磷的添加量为5%时,阻燃性能最好,制备的无卤阻燃保温材料的导热系数为0.079W/(m·K),极限氧指数值(LOI)为34.5%,垂直燃烧性能为V-0级,水平燃烧性能为HB级,满足防火材料B1级的要求,同时解决了保温发泡材料的脆性问题。     

微胶囊红磷阻燃木塑复合材料的性能研究

目的制备微胶囊红磷阻燃木塑复合材料,研究微胶囊红磷添加量对其力学性能、耐热性能和阻燃性能的影响,并扩大其应用范围。方法以微胶囊红磷为阻燃剂,将其添加到低密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯和木粉三元复合体系中,采用二次挤出造粒和注射成型法制备阻燃试样。研究材料的力学性能、耐热性能、应力破坏行为,确定材料的阻燃级别。结果与未添加微胶囊红磷的木塑材料相比,当微胶囊红磷添加量(质量分数)达到10%时,材料的冲击强度由17.4 kJ/m2提高到19.0 kJ/m2,抗拉强度由19.53 MPa提高到21.7 MPa,断裂伸长率提高了58.7%,初始分解温度提高了73.17℃,阻燃达到V-0级,氧指数达到28.7%。结论随着微胶囊红磷含量的增加,木塑复合材料的冲击强度、抗拉强度和断裂伸长率变大,初始分解温度提高,阻燃耐热性能变好;材料阻燃剂的添加量低,综合性能优良,在包装、建筑、家具等领域具有广泛应用前景。     

石墨烯/ABS树脂复合体系的阻燃性能

采用HAAKE流变仪混炼法制备了石墨烯/ABS复合体系,以期提高ABS树脂的阻燃性能,作为对比样,同样方法制备了可膨胀石墨(EG)/ABS复合体系。用扫描电镜(SEM)和高分辨透射电子显微镜(HRTEM)对石墨烯进行了表征,采用氧指数和热重分析(TGA)研究了石墨烯的加入量对ABS树脂阻燃性能的影响。研究结果表明,添加石墨烯后,复合体系的氧指数由纯ABS树脂的21%上升到24.8%,且比相同含量的EG提高得更多;石墨烯质量分数为3%时,复合材料的拉伸强度、弹性模量由纯ABS的37.81MPa、1123MPa提高到40.84MPa、1368MPa。     

新型磷氮硅复合阻燃剂的制备及对ABS树脂的阻燃性能提高研究

以提高ABS树脂阻燃性能为目标,通过三步合成路线,以季戊四醇和三氯氧磷为原料制备螺环磷酸酯二酰氯(SPDPC)为基础,利用二苯基硅二醇和带氨基的KH602反应合成聚硅氧烷来引入硅、氮元素,制得同时含有磷(P)、氮(N)、硅(Si)3种元素的新型阻燃剂PAS,通过FT-IR和31P-NMR分析反应中间体及产物的结构,表明成功合成出了目标化合物;PAS添加到ABS树脂中可明显提高树脂的阻燃性能;PAS添加量为30%(wt)时,其中磷含量为4.47%、氮含量为1.03%和硅含量为4.10%时氧指数达到最高为27.0%。     

微胶囊阻燃剂处理ABS的阻燃机理

用三聚氰胺-甲醛预聚物对CuO、Al(OH)3、Al2O3进行包覆制得微胶囊阻燃剂。采用热重分析、锥形量热分析研究添加阻燃剂的ABS的热解行为,从热量释放、烟气、CO和CO2排放等参数表征其阻燃性能,并用Kissinger方程计算ABS的动力学参数热解活化能的变化。结果表明,CuO微胶囊处理ABS热解反应活化能升高,阻燃主要在于CuO微胶囊提高了ABS热稳定性;Al(OH)3微胶囊主要通过脱水吸热对抑制发烟量效果明显;Al2O3微胶囊对ABS的热解具有催化成炭作用,使材料的热解活化能大大降低。     

阻燃PC/ABS的热降解动力学

将自合成的一种新型含磷阻燃剂DPWDF与PC/ABS共混;利用热重分析(TGA)法研究了PC/ABS和阻燃PC/ABS在空气氛围中的热稳定性,利用Flynn-Wall-Ozawa方法研究了PC/ABS及阻燃PC/ABS的热降解动力学。结果表明,阻燃剂降低了PC/ABS初始分解温度(IDT)而提高了它的高温残炭量;在转化率70%以前,阻燃PC/ABS的活化能低于PC/ABS,而在转化率70%以后,阻燃PC/ABS的活化能高于PC/ABS。此实验结果体现了该含磷阻燃剂的凝聚相阻燃机理。     

多重复配无卤阻燃聚甲醛复合物的制备与性能研究

通过垂直燃烧试验和极限氧指数法,对比了不同种类的氮-磷复配阻燃剂体系对聚甲醛(POM)阻燃性能的影响。采用傅里叶红外光谱仪和扫描电子显微镜对其燃烧后的残炭进行表征,考察了阻燃剂含量对POM力学性能及冲击断裂面形貌的影响。采用热失重分析仪(TGA)分析了阻燃POM的热分解过程。实验结果表明,本研究所采用的各个氮-磷复配阻燃剂体系均能使POM的阻燃性能达到FV-1级,其中聚磷酸铵/三聚氰胺氰脲酸酯/季戊四醇双磷酸酯蜜胺盐三元复配体系可使POM的阻燃性能达到FV-0级,极限氧指数高达54%(体积分数);TGA曲线显示阻燃POM的分解过程为二步分解,阻燃剂在POM未分解之前首先分解,形成炭层从而发挥阻燃的效果。     

氢氧化镁阻燃聚苯并噁嗪

采用锥形量热测试和垂直燃烧法UL-94研究了氢氧化镁对苯并噁嗪树脂阻燃性能的影响。结果表明,加入氢氧化镁后苯并噁嗪树脂的垂直燃烧时间缩短,阻燃性提高,当氢氧化镁加入量大于等于20%时,阻燃性达到UL-94V0级。锥形量热的测试结果表明,加入20%氢氧化镁后,聚苯并噁嗪的引燃时间由33s延长至52s;热释放速率的最大值由635.4kW/m2降低至255.93kW/m2;总释热量由99.1MJ/m2降低为67.72MJ/m2;总烟释放量由2578.5m2/m2降低至1686.19m2/m2。对于苯并噁嗪树脂而言,氢氧化镁是一类既阻燃又抑烟的环境友好型阻燃剂。     

无卤阻燃剂在阻燃ABS制备中的应用

采用不同类型和不同用量的无卤阻燃剂与丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）熔融挤出制得无卤阻燃ABS。考察了阻燃剂的种类和用量对ABS阻燃效果的影响。对研制的无卤阻燃ABS进行了氧指数的测试。结果表明：微胶囊红磷／Mg（OH）2组成的复合阻燃剂质量分数20．0％时，复合材料ABS阻燃效果达到V-0级。