无卤阻燃交联聚烯烃热降解的研究

通过热分析(TG)对无卤阻燃剂阻燃的交联聚烯烃体系进行了热分析,对其热降解的过程进行了研究,分析了其热降解的机理,采用Kissinger法、Ozawa法求解共混物及其复合交联物的热降解活化能。     

HDPE/LDPE复合交联物的热降解研究

采用热重分析仪（TG）考察了高密度聚乙烯（HDPE）／低密度聚乙烯（LDPE）复合交联物的热稳定性。结果显示,HDPE／LDPE复合交联物的热稳定性低于HDPE／LDPE共混物。FTIR分析证实,交联反应使聚乙烯（PE）的支化程度提高,取代基的位阻效应在一定程度上影响了PE的热降解过程。在N2气氛下,HDPE／LDPE共混物及交联物的热降解过程均为一步降解反应。Kissinger法求解HDPE／LDPE共混物及其复合交联物的热降解活化能发现,LDPE质量分数在20％～30％之间变化时,HDPE／LDPE交联物的热降解过程对温度的敏感性发生了突变。     

PPS／PES共混物热降解行为的研究

本文运用热重分析(TG)、差示热重分析(DTG)方法研究了聚苯硫醚/聚醚砜共混物的热降解行为,考察了热裂解气氛、共混物组成对共混物热降解行为的影响。结果表明:在空气或氮气气氛下。共混物具有不同的热降解行为,共混物的热稳定性随着聚醚矾的含量增加而提高。在空气气氛下,不但存在聚苯硫醚和聚醚砜分子内的交联,而且可能存在分子间的交联。     

硅烷偶联剂对化学交联EVA及其性能的影响

探讨了硅烷偶联剂γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)存在下,乙烯和醋酸乙烯共聚物(EVA)与引发剂过氧化二异丙苯(DCP)的化学交联。讨论了DCP用量、交联时间和交联温度对EVA交联产物交联度的影响;同时采用DSC对EVA交联产物的热性能及EVA交联产物的机械性能和透光性进行了分析。结果表明:偶联剂的加入对EVA交联产物的机械性能有影响,且EVA交联产物的耐热性和剥离强度等性能随着交联度的增加而显著提高;EVA交联产物的熔融温度随着凝胶质量分数的增加而降低,同时其透光率在400~700 nm区间内,随凝胶质量分数的增加而增加;EVA交联产物醋酸基降解温度在355.7℃附近,而整个分子链的热降解温度随凝胶质量分数的增加有所增加。     

硅烷自然交联聚乙烯热降解研究

对一种一步法硅烷自然交联聚乙烯材料(SCPE419)在自然交联过程中不同时段的热降解行为进行了研究,采用Kissinger动力学处理方法研究其热降解动力学。结果表明:随着自然交联时间的延长,最大热降解速率温度和表观活化能呈逐渐升高的趋势,初始降解温度先降低后升高。该结果说明交联聚乙烯材料中残余少量的引发剂会造成初始降解温度降低,随着网状分子结构的逐渐形成,热稳定性逐渐提高。     

吡啶基官能化SBS热塑性弹性体热老化研究

采用动态力学分析(DMA)法和红外光谱(FT-IR)法,研究了不同老化条件下SBSVP(吡啶基官能化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物)的热老化行为。结果表明:SBSVP在无氧热老化过程中,其降解反应与交联反应并存,并发生动态变化;低于160℃时以降解反应为主,超过160℃时交联反应占优势,聚合物交联密度变化是导致材料储能模量及玻璃化转变温度发生相应变化的主要原因;SBSVP热老化后,其分子链中的C=C键含量降低,说明老化主要发生在PB链段;SBSVP在热老化过程中,老化温度对其影响程度大于老化时间。     

填料对丁腈橡胶热降解性能的影响

采用热重-差式扫描量热分析（TGA-DSC）技术和热重-红外（TGA-FTIR）联用技术,研究了炭黑对丁腈橡胶（NBR）热降解性能及热降解过程和产物的影响。研究结果表明,炭黑对NBR具有热稳定作用,降解温度提高9℃,TiO2不影响NBR的降解温度。炭黑对NBR降解过程分子结构的变化没有产生本质的改变,但因减弱了分子链问的作用力,不利于-C≡N键的分子间交联,促进了其环化反应。     

热氧老化对氮气气氛下聚碳酸酯热稳定性的影响

采用热空气加速聚碳酸酯(PC)老化的方式进行不同时间下的老化实验,然后在氮气气氛下进行热失重分析,并用Coats-Redfern法和Freeman-Carroll法进行热分解动力学分析。结果表明:老化初期,PC起始分解温度、半失重温度和最大失重温度以及热降解活化能均呈下降趋势;PC的热稳定性下降,主要发生断链和端基脱落;老化后期,PC的起始分解温度、半失重温度和最大失重温度以及热降解活化能又均增大,因PC的交联可使其热稳定性有所提高。     

辐照交联PVC／EVA共混物的形态结构与性能

以电子束为辐照源，以三羟甲基丙烷三丙烯酸酯（TMPTA）单体为交联敏化剂，对聚氯乙烯与乙烯－醋酸乙烯共聚物（EVA）的共混物进行辐照交联。采用红外吸收光谱、扫描电镜方法分析了添加改性EVA的共混物形态结构。通过凝胶含量、力学性能的测定，得到结论：EVA共聚物与PVC共混可以促进PVC辐照交联，改性EVA促进效果更明显；辐照剂量增大、体系凝胶含量增加，力学性能及热延伸性能提高，但辐射剂量高于5Mrad之后，体系降解程度明显增加。     

过氧化物交联三元乙丙橡胶中过氧化物残留量对老化的影响

探讨了残留过氧化物对降解的影响和交联不足的检测方法。过氧化物交联EPDM过程中的交联不足可用差式扫描量热法测定残留交联反应热加以检测，研究发现，其与残留的过氧化二异丙苯（DCP）和异氰尿酸三烯丙酯有关。对于交联不足的DCP交联EPDM来说，只要残留交联剂，那么，软化降解的发生比硬化降解更为明显。     

无卤磷氮阻燃剂的合成及在PC阻燃中的应用

以9, 10-二氢-9-氧杂-10-膦菲-10-氧化物（DOPO）和N-苯基马来酰亚胺（N-PMI）为原料,合成了一种新型无卤含氮氧杂膦菲阻燃剂DOPMI,通过FT-IR、LC-MS、TG和DSC对DOPMI做了结构表征和热性能分析。研究了DOPMI及与其他阻燃剂复配应用于聚碳酸酯（PC）后对阻燃性能、力学性能、热分解行为及残炭形貌的影响。结果表明：含3%DOPMI、2%甲基苯基聚硅氧烷（MPS）和24%含磷阻燃PET的PC体系阻燃级别达UL 94 V-0级,LOI提高到30.4%;阻燃剂的加入使PC的缺口冲击强度和拉伸强度有所降低;DOPMI虽不能增加PC的成炭率,但可加速PC交联成炭;此外,SEM照片显示,DOPMI能促使PC发泡,MPS能起到协效阻燃的作用。     

Flame retardancy and nondripping properties of ammonium polyphosphate/poly(butylene succinate) composites enhanced by water crosslinking

Ammonium polyphosphate (APP)/poly(butylene succinate) (PBS) composites were prepared with a unique water‐crosslinking technique to improve the flame retardancy and nondripping properties of the composites and to maintain the main structure of the composites during flame tests. The composites were treated with a coupling agent (tetraethoxysilane) and then were compounded in a twin‐screw extruder. The compound was moisture‐crosslinked. Fourier transform infrared spectra were used to monitor the water‐crosslinking reaction. The composites via the water‐crosslinking treatment exhibited improved mechanical properties because of the interfacial bonding between the APP and PBS matrix. Scanning electron microscopy of the fractured surfaces of the water‐crosslinked composites showed that the void size increased with increasing water‐crosslinking time. Composites with 15 wt % APP were classified as UL‐94 V‐2; however, the ones with only a 0.5‐h water‐crosslinking reaction were classified as UL‐94 V‐0. Thermal analyses of the water‐crosslinked composites indicated that the thermal degradation temperature of the composites increased with increasing water‐crosslinking time. Differential scanning calorimetry results revealed that the water‐crosslinking reaction could limit the crystallization rate of PBS. © 2006 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci 102: 2935–2945, 2006     

亚磷酸三苯酯/蒙脱土协效阻燃聚乳酸

通过溶液浇铸法制备聚乳酸/蒙脱土/亚磷酸三苯酯(PLA/MMT/TPPi)复合膜.对其阻燃性能进行研究.结果表明:蒙脱土与亚磷酸三苯酯的协同阻燃效果明显,总添加量为1.5%时极限氧指数达到33.2%.力学测试、熟分析、缓冲溶液降解等分析结果表明:蒙脱土与亚磷酸三苯酯的加入对材料的力学性能、热性能和降解性能的影响较小.     

可膨胀石墨阻燃EVA燃烧性能及热失重行为的研究

用粒径为37、48及75μm的可膨胀石墨(EG)阻燃EVA,用锥形量热仪探讨了不同粒径的EG对EVA的阻燃作用,利用热失重分析仪研究了EVA/EG体系的热稳定性。结果表明:经过锥形量热仪测试表明,EVA/EG的热释放速率曲线呈现前单峰型,体现了典型的凝聚相阻燃机理;30 g EG的加入可以明显降低热释放速率,且粒径越大,阻燃效果越好;通过TG考察EG/EVA阻燃体系的热降解行为,在空气气氛下,EG膨胀炭层负载催化EVA交联成炭;相比于75μm EG,48μmEG形成炭层紧密,成炭量超过2.2%,形成的炭层稳定,在850℃也不会分解。     

膨胀阻燃聚乙烯的研究

将可膨胀石墨（EG）和传统的膨胀阻燃剂（IFR）用于制备膨胀阻燃聚乙烯（PE）,采用极限氧指数对其阻燃性能进行了研究,探讨了2种阻燃剂之间的协同阻燃作用,并采用差示扫描量热仪和红外光谱对其热降解过程和炭层结构分别进行了分析。结果表明,EG和IFR对PE具有很好的协同阻燃作用,当其配比为1:1时,膨胀阻燃PE可获得较佳的阻燃性能,阻燃剂用量仅为30份就可使膨胀阻燃PE的极限氧指数达到31.5 %,远高于单一阻燃体系;在热降解过程中,复合膨胀阻燃体系仍表现出EG和IFR的特征降解过程,热降解成炭由二者的热降解产物构成,证实了二者之间的物理作用机理,物理膨胀炭层和化学膨胀炭层的结合有效增加了炭层的隔热、隔氧作用,有利于阻燃性能的改善。     

Studies on Thermal Degradation of Cellulosic Fibers Treated with Flame Retardants

Hemp fabric, one of the most flammable materials, was treated with compounds containing different kinds of elements that contribute to flame retardation. For a study of flame retardation from the standpoint of thermal degradation, the samples were subjected to thermogravimetry (TG) and differential thermal analysis (DTA) in air from ambient temperature to 600℃. The apparent activation energy (Ea) is evaluated by Broido's method at different stages of thermal degradation to observe the variation of Ea in the process of thermal degradation. Flame retardation of samples was determined by limiting oxygen index (LOI) to find the effects of the different compounds on flammability and the thermal degradation of the hemp fabric. The composition of the chars was studied by the IR spectra to obtain information concerning the thermal degradation mechanism. Compared with flammable hemp, the hemp fabric treated with flame retardants showed a higher LOI but lower Ea and decomposition temperatures, which indicated that some compounds make the hemp fabric decompose at lower temperatures, resulting in less flammable products.     

防火涂料热降解的测试研究技术

介绍了防火涂料热降解的测试研究技术,并举例说明了这些技术在研究防火涂料热降解过程及机理中的作用,评述了各种测试研究技术的特点,说明采用多种测试技术联用是分析防火涂料热降解的方向。     

阻燃ABS的热稳定性研究

建立了评价阻燃丙烯腈–丁二烯–苯乙烯塑料(ABS)材料热稳定性的不同方法,从阻燃剂及添加剂的分解机理进行分析,发现Mg O对四溴双酚A具有很好的热稳定作用,硬脂酸镁/有机锡热稳定剂组合很好地抑制氯化聚乙烯(PE-C)的热降解,开发了一种具有较好热稳定性的阻燃ABS热稳定体系,具有很好的市场应用前景。     

磷-胺-醛树脂型阻燃剂处理落叶松的热分析及其动力学

将落叶松用一系列磷-胺-醛树脂型阻燃剂进行阻燃处理,所得阻燃落叶松采用热分析、锥形量热研究其热解行为,用氧指数、剩炭率、热释放速率、总热释放量等参数表征它的阻燃性能,并用Broido方程计算落叶松的动力学参数. 结果发现,阻燃落叶松氧指数、剩炭率增加,热释放速率、总热释放量降低,表明经阻燃剂处理的落叶松燃烧性降低. 落叶松经阻燃剂处理后,热解活化能降低很多,表明阻燃剂对落叶松热解具有催化作用,其主要热解阶段在低于300℃进行. 在此温度下,落叶松热解主要发生脱水、重排交联炭化反应,产生水、CO及CO2、固体残渣,可燃性气体大大降低,达到降低落叶松燃烧性的目的.     

Flame retardancy,thermal, rheological,and mechanical properties of polycarbonate/polysilsesquioxane system

The polymethylphenylsilsesquioxane (PMPSQ) microspheres were used as an additive for the injection‐molding of polycarbonate (PC) in order to obtain a flame retardant polymer and to damage the other properties of PC as low as possible. The results showed that PMPSQ microspheres were a kind of effective flame retardant by the LOI test and the flame retardancy of PC increased with the increase of PMPSQ content. Thermogravimetric analysis suggested that the PMPSQ could induce crosslinking reactions and accelerate the thermal degradation of PC, sequentially promote the formation of the residue char during degradation. Differential scanning calorimetry measurement showed that the glass transition temperature of PC/PMPSQ system was decreased with the increase of PMPSQ content, which maybe caused by the enlarged free volume of PC‐rich phase. The rheological behaviors including dynamic and steady modes, combined with the analysis of scanning electron microscopy photographs, exhibited that the dispersion and compatibility of PMPSQ in the PC matrix decreased the viscosity of the systems and the addition of PMPSQ microspheres improved the processability of PC, but still there exist aggregation of PMPSQ microspheres in PC matrix, which gave a higher impact strength but a lower flexural modulus and elongation at break than pure PC. © 2009 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2010