纳米SiO2和MgAl-SDBS-LDHs在聚丙烯中的协同分散及协效阻燃性能研究

以有机改性纳米SiO2和MgAl-SDBS-LDH为填料,采用熔融共混法制备PP/MgAl-SDBS-LDHs、PP/MgAl-SDBS-LDHs/SiO2复合材料。采用XRD、TGA、氧指数仪、水平垂直燃烧仪和锥形量热仪等方法,探讨纳米SiO2、MgAl-SDBS-LDHs在聚丙烯中的协同分散及协效阻燃性能。结果表明:相比PP/MgAl-SDBS-LDHs,PP/MgAl-SDBS-LDHs/SiO2复合材料体系的分散性得到明显改善。PP/5%MgAl-SDBS-LDHs/10%SiO2复合材料的初始分解温度较纯PP升高62℃,残留量达到11.18%。样品达到UL-94水平燃烧测试标准,极限氧指数(LOI)提高3.8,平均质量损失速率(AMLR)下降1.8g/(m2·s),生烟总量(TSP)增加4.7m2,热释放速率峰值(PHRR)下降41%。有机改性纳米SiO2改善了MgAl-SDBS-LDHs在聚丙烯中的分散性并提高了复合材料的阻燃性能。     

PP/PVAc-OMMT纳米复合材料及其阻燃材料的燃烧性能

利用锥形量热仪(CONE)在35kW/m2热辐照条件下,并结合极限氧指数(LOI)和UL-94垂直燃烧测试方法对聚丙烯(PP)/聚醋酸乙烯酯(PVAc)-有机蒙脱土(OMMT)纳米复合材料和加入无卤复配阻燃剂制备的PP/PVAc-OMMT/氢氧化镁(MH)/三氧化二锑(AO)纳米复合阻燃材料的热释放速率、烟释放及材料在燃烧时的质量损失行为进行了研究。结果表明,添加10%(质量分数)PVAc-OMMT可以提高PP材料的阻燃性能,燃烧时的热释放速率、质量损失率以及烟释放量减少,且PVAc-OMMT与无卤复配阻燃剂之间可产生阻燃协效作用,使纳米复合阻燃材料的阻燃性能、热稳定性和抑烟性进一步增强。     

基于锥形量热法的典型碳纤维/环氧复合材料燃烧特性

采用锥形量热仪实验研究环氧树脂基体、T300碳纤维/环氧复合材料及T300碳纤维/环氧-泡沫层合板(上下层为T300碳纤维/环氧复合材料,中间层为4mm厚的Divinycell H60泡沫芯材)在不同火灾环境下的燃烧性能。对比分析其点燃时间、热释放速率、总烟气释放量和CO生成速率等燃烧特性参数的变化规律。利用SEM测试T300碳纤维/环氧复合材料燃烧前、后表面形貌图像和环氧树脂基体和T300碳纤维/环氧复合材料燃烧形成炭层的形貌图像,分析碳纤维在碳纤维/环氧复合材料热解、燃烧过程中的影响作用。结果表明,随热辐射强度的增加,三种实验样品的平均点燃时间均缩短,热释放速率峰值和300s内热释放速率均值均增大,峰值出现时间提前,燃烧后残余率均降低。碳纤维对环氧树脂热解和燃烧起到抑制作用,其点燃、放热及达到热释放速率峰值的时间延后,T300碳纤维/环氧-泡沫层合板中泡沫芯材的燃点较低,使其平均点燃时间、热释放速率峰值出现时间及CO开始释放时间提前。T300碳纤维/环氧复合材料和T300碳纤维/环氧-泡沫层合板燃烧后均出现明显的分层现象,力学性能丧失,整体结构被破坏。碳纤维的存在能够有效抑制碳纤维/环氧复合材料的热解及燃烧,并能有效抑制在燃烧过程中产生融滴、喷溅和大量黑烟。     

MWNTs/CMSs/PET阻燃材料的结构及阻燃机理

采用熔融共混法与阻燃剂复配法制备了MWNTs/CMSs/PET复合材料。通过扫描电镜(SEM)、极限氧指数法(LOI)、UL94垂直燃烧法、锥形量热仪(Cone)及热重红外联用分析仪(TG-IR)表征了样品的结构、阻燃性能及热降解行为,分析了MWNTs/CMSs阻燃PET材料的阻燃机理。结果表明,当MWNTs/CMSs添加量为1%(质量分数),MWNTs与CMSs质量比为1:1/2时,二者可有机地结合为一个整体,有利于MWNTs/CMSs在PET基材中发挥协同阻燃作用。与纯PET及CMSs/PET相比,MWNTs/CMSs/PET能有效降低火灾危险性。MWNTs/CMSs阻燃PET主要是通过MWNT与CMSs两者的协同作用延缓PET热裂解行为,一方面MWNTs在其燃烧时可在PET表面形成致密的网络状炭层结构,减少了熔滴的产生;另一方面CMSs其燃烧时在PET表面形成湍流炭,以此阻止氧气和热量进入PET内部,同时释放出不燃气体CO2以降低周围环境中可燃气体的浓度,阻止燃烧的继续进行,最终实现了MWNTs/CMSs/PET材料的良好阻燃。     

镍化合物对HIPS基PLS复合材料阻燃性能的影响

以高抗冲聚苯乙烯(HIPS)为基体材料,采用锥形量热仪(CONE)实验研究了碱式碳酸镍、硫酸镍、氯化镍、氧化镍四种镍化合物对HIPS阻燃性能及硫酸镍和氧化镍对HIPS/蒙脱土(OMMT)复合材料阻燃性能的影响。采用扫描电镜(SEM)等技术研究了复合材料燃烧残余物的结构。CONE结果表明,单独加入硫酸镍和氧化镍后均可显著降低纯HIPS的热释放速率,氧化镍与OMMT复配可进一步提高材料的阻燃性能。对复合材料燃烧残余物的结构分析表明,氧化镍能与OMMT发生较强的相互作用,形成的炭层更加致密。     

苯基膦酸铈与十溴二苯醚阻燃玻璃纤维增强聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料

通过熔融共混方法制备苯基膦酸铈（CeHPP）与十溴二苯醚（DBDPO）复配阻燃玻璃纤维增强聚对苯二甲酸乙二醇酯（GF/PET）复合材料。采用热失重分析（TGA）测试研究了DBDPO-CeHPP对GF/PET复合材料热稳定性的影响。同时利用垂直燃烧（UL-94）、极限氧指数（LOI）及微型锥形量热（MCC）测试表征DBDPO-CeHPP-GF/PET复合材料的阻燃性能。使用SEM对DBDPO-CeHPP-GF/PET复合材料的残炭表面形貌进行观察分析。结果表明,DBDPO与CeHPP复配后对DBDPO-CeHPP-GF/PET体系的热性能和阻燃性能都有很大的影响。其中,GF/PET复合材料与DBDPO和CeHPP质量比为91:6:3时,DBDPO-CeHPP-GF/PET复合材料的LOI高达29.5%,可以通过UL-94 V-0级。在MCC测试中,与纯GF/PET复合材料相比,该配比的DBDPO-CeHPP-GF/PET复合材料总热释放（THR）、热释放速率峰值（PHRR）及热熔（HRC）分别下降了10.2%、13.1%和12.8%。结合残炭形貌的测试结果,对DBDPO-CeHPP-GF/PET复合材料的阻燃机制进行了适当的解释分析。      

氢氧化镁自组装高效阻燃棉织物的制备及性能研究

采用静电层层自组装(LBL)技术在棉织物表面构筑了氢氧化镁/六偏磷酸钠(MH/PSP)阻燃层。利用扫描电子显微镜和傅里叶变换红外光谱仪对自组装阻燃棉织物形貌、结构进行了表征;采用热重分析仪、锥形量热仪、垂直燃烧仪对棉织物的阻燃性能、残炭性能进行了分析和测试。结果表明:采用LBL技术制备的阻燃织物,氢氧化镁均匀包覆在织物纤维表面,自组装4层的阻燃织物极限氧指数达到32.5%,峰值热释放速率和总热释放量分别为74.11kW/m~2和0.52MJ/m~2,与纯棉织物相比分别降低77%和92.4%,达到了良好的自熄效果。     

POSS/粘土/多壁碳纳米管杂化碳纳米纸基复合材料防火性研究

多壁碳纳米管(MWCNTs)、粘土和多面齐聚半硅氧烷(POSS)组成的杂化碳纳米纸是通过碳纳米管巴基纸制备工艺制备而成, 碳纳米纸可做为表面防火层与聚合物基复合材料共固化成型。利用场发射扫描电镜(FESEM)和BJH法分别对碳纳米纸和杂化碳纳米纸微观结构和平均孔径分布进行表征。利用锥形量热仪在热辐射功率50 kW/m²条件下分析外贴碳纳米纸复合材料及复合材料对比样的防火特性。燃烧实验结果表明: 碳纳米纸和杂化碳纳米纸作为防火层的复合材料的峰值热释放速率(PHRR)与复合材料对比样相比分别下降20.2%和35%, 同时CO释放量和烟释放量也明显降低。通过FESEM研究表明燃烧实验后外贴杂化碳纳米纸复合材料的燃烧残余物表面形成了一层致密的积炭物结构, 防火阻燃性能明显提高。     

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。     

新型磷氮膨胀性阻燃剂/OMMT协同阻燃环氧树脂的制备及阻燃性能

在新型膨胀性阻燃剂六(4-DOPO羟甲基苯氧基)环三磷(DOPOMPC)与聚磷酸铵(APP)复配作用的环氧树脂(EP)膨胀阻燃复合材料(DOPOMPC/APP/EP)的基础上,添加有机改性蒙脱土(OMMT)制备了新型磷氮膨胀性阻燃剂/OMMT协同阻燃环氧树脂。用极限氧指数(LOI)、水平燃烧(UL-94)、锥形量热(CONE)、电子显微镜(SEM)观察等方法研究了OMMT与DOPOMPC的协同效应。结果表明,EP4(10%DOPOMPC/10%APP/3%OMMT/77%EP)复合材料的各项燃烧参数综合表现最优,其LOI值达到36.8%,热释放速率峰值(pk-HRR)、有效燃烧热平均值(av-EHC)、比消光面积平均值(av-SEA)、一氧化碳释放率平均值(av-CO)较纯EP(EP0)分别下降了78.4%、62.2%、57.8%和50.0%,呈现出更加优良的阻燃和抑烟性能。其原因是,添加OMMT的阻燃材料在燃烧初期形成的炭层更致密、坚硬。     

碳纳米管/聚对苯二甲酸乙二酯纳米复合材料热降解动力学

用原位聚合的方法制备了聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET),带羧基的多壁碳纳米管/PET(MWNTs-COOH/PET)纳米复合材料和带羟基的多壁碳纳米管/PET(MWNTS-OH/PET)纳米复合材料。用热重分析(TG)仪测试了三种样品的热降解稳定性,用Friedman法和Ozawo法对测试结果进行了热降解动力学分析。结果表明,通过加入MWNTs,两种MWNTs/这PET纳米复合材料的热稳定性都有不同程度的提高。MWNTs-COOH/PET的稳定性从开始降解到结束都比纯PET高,MWNTs-OH/PET开始降解阶段的稳定性不如纯PET,而在降解后期稳定性明显比纯PET高。     

用CONE研究阻燃PET的阻燃和烟释放

利用锥型量热令（CONE）在50kW/m^2的热辐照条件下，研究了纯PET和阻燃PET的阻燃和烟释放。通过对获得的质量损失速率（MLR），最大热释放速率（pk-HRR)、总热释放（THR）、有效平均燃烧热（av0EHC)、平均烟比率（av-SR)、平均比消光面积（av-SEA)及CO、CO2释放量的分析表明，阻燃PET的pk-HRR、THR和av-EHC等比纯PET有明显的降低，表现了良好的阻燃和抑烟作用。     

磷钨酸插层ZnAl层状双金属氢氧化物协同膨胀阻燃剂对环氧-聚酰胺树脂的阻燃作用

采用[PW₁₂O₄₀]3?离子柱撑插层共沉淀法合成的ZnAl硝酸根(NO₃-ZnAl)层状双金属氢氧化物(LDHs),制备了PW₁₂O₄₀-ZnAl LDHs,并利用XRD、FTIR、电感耦合等离子体(ICP)、SEM等进行组成和结构的表征。将NO₃-ZnAl LDHs和PW₁₂O₄₀-ZnAl LDHs分别与含聚磷酸铵、三聚氰胺、季戊四醇的膨胀阻燃剂(IFRs)复合阻燃环氧-聚酰胺树脂(EP-PA),采用TGA、背温实验和锥形量热实验评价不同ZnAl LDHs与IFRs复合阻燃EP-PA的热及烟气的释放规律。TGA结果表明,PW₁₂O₄₀-ZnAl-IFRs/(EP-PA)复合材料的最大降解速率最小,残炭率最高,说明PW₁₂O₄₀-ZnAl LDHs提高了IFRs/(EP-PA)复合材料高温下的抗氧化能力。背温实验表明,相同热辐射强度下,PW₁₂O₄₀-ZnAl-IFRs/(EP-PA)复合材料的背温达到200℃和300℃用时最长,具有最低的背温升温速率,说明PW₁₂O₄₀-ZnAl LDHs使IFRs/(EP-PA)复合材料耐火能力明显增强。从锥形量热实验数据可知,PW₁₂O₄₀-ZnAl-IFRs使PW₁₂O₄₀-ZnAl-IFRs/(EP-PA)复合材料具有最低的热释放速率峰值(PHRR)、平均热释放速率(MHRR)、平均有效燃烧热(MEHC)和总热释放量(THR),其火势增长指数(FGI)仅为IFRs/(EP-PA)复合材料的14.5%,烟释放总量(TSP)比NO₃-ZnAl-IFRs/(EP-PA)复合材料减少了27.6%,比IFRs/(EP-PA)复合材料减少了55.3%。说明PW₁₂O₄₀-ZnAl-IFRs比NO₃-ZnAl-IFRs更能有效地减少EP-PA的热量释放,抑制烟气生成。      

阻燃PET的CONE/TGA研究EI

研究了由双 (对 -羧苯基 )苯基氧化膦改性的 PET共聚物的阻燃性质。测定了样品的极限氧指数 (L OI)。采用热重分析仪 (TGA)对试样的热降解行为进行了分析。通过锥型量热仪分析了共聚物及纯 PET样品的燃烧行为 ,显示共聚物具有较好的综合阻燃特性 ,如质量损失速率、热和烟的释放速率等 ,这些性质仅仅通过 L OI和 TGA分析是不能确定的。研究结果表明 ,通过 CONE/     

PP-g-MAH对PP/OMMT纳米复合材料阻燃性能的影响

采用聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)作为相容剂,通过熔融插层法制备了具有阻燃性能的聚丙烯/有机蒙脱土(PP/OMMT)纳米复合材料。考察了相容剂、蒙脱土的用量等对纳米复合材料的阻燃性能的影响,并用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和热重分析(TG)等对材料进行了表征。TEM照片和XRD结果,表明PP-g-MAH能够很好地改善OMMT与PP的相容性,OMMT能在基体中达到剥离。当OMMT和PP-g-MAH质量分数分别为5%和10%时,热释放速率峰值(PHRR)和平均热释放速率(MHRR)分别为491 kW/m2和286 kW/m2,比纯PP降低了42%和30%,TG分析表明PP/PP-g-MAH/OMMT纳米复合材料具有了更高的热稳定性。     

聚对苯二甲酸丙二醇酯树脂的结晶特性和结晶动力学

采用热台偏振光显微镜和ＤＳＣ差示扫描量热仪对ＰＴＴ、ＰＢＴ和ＰＥＴ的结晶性能进行了研究。实验得到的结晶是：ＰＴＴ的结晶诱导期和球晶出现与ＰＢＴ接近,但与ＰＥＴ相差较大：球晶生长速率随温度的变化ＰＴＴ快于ＰＥＴ;在相同结晶温度下,ＰＴＴ的分子链段比ＰＥＴ更易进入结晶界面和形成稳定的晶核,然而总晶速率ＰＴＴ小于ＰＢＴ。     

Role of PET in improving wear properties of PP in dry sliding condition

The sliding wear of isotactic polypropylene (PP), polyethylene terephthalate (PET) and their blends was evaluated as a function of applied pressure and composition against a stainless steel counter face in dry condition. Wear rate decreases with the addition of PET in the blend. The wear was observed in two stages, the moderate wear and high wear while increasing the applied pressure on test samples. The addition of PET in PP helps in increasing the limit of moderate wear towards the high-pressure side. Microstructure and worn surfaces of samples were observed by scanning electron microscope. The wear phenomenon has been discussed based on wear losses and worn surfaces.     

模压氮化硼/聚对苯二甲酸乙二醇酯复合材料的导热机制与散热效果

电子电器设备中元器件的高密度集成使得散热问题日益突出,对导热材料的需求不断增长。本文以聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)为基体,六方氮化硼(h-BN)作为导热填料,通过熔融共混法制备h-BN/PET复合材料,考察了h-BN含量和PET基体聚集态结构对复合材料导热性能的影响,分析了复合材料的导热机制,并从材料应用的角度探讨了复合材料导热系数的温度依赖性和散热效果。结果表明,PET基体的结晶度和h-BN含量对复合材料的最终导热系数均有贡献,复合材料的导热系数随结晶度和h-BN含量的增加而提升。h-BN发挥了异相成核作用,显著加快了PET的结晶速度,提高了PET的结晶度。模压成型中h-BN受剪切应力驱使在PET基体中沿流动方向取向,导致复合材料呈现明显的各向异性特征。面内方向h-BN的有序排列为声子提供了更为通畅的传导通道。当h-BN含量为50wt%时,复合材料的面内与面间导热系数分别达到最大值3.00 W·(m·K)^-1和2.19 W·(m·K)^-1。h-BN/PET复合材料具有良好的散热效果,h-BN含量越高,复合材料的冷却速率越快,散热过程中温度...     

包装材料对肉类食品胀袋问题的影响与分析

目的 比较分析不同种类包装材料的性能差异对所包装肉类食品胀袋问题的影响。方法 以常见的用于包装烧鸡的PA/Al/CPP、BOPA/LDPE,包装猪蹄的PET/PA/CPP、PET/PA/Al/CPP,包装肉肠的PVDC共挤膜、BOPP/PVDC/PE等6种材料为试验样品,分别测试其揉搓前后氧气透过量、拉伸性能、抗穿刺性能、热封强度、密封性能。结果 样品阻隔性由高到低依次为PET/PA/Al/CPP、PA/Al/CPP、PVDC共挤膜、BOPP/PVDC/PE、PET/PA/CPP、BOPA/LDPE;揉搓后PET/PA/Al/CPP阻隔性仍较高,PA/Al/CPP耐揉搓性差,出现贯穿性针孔,揉搓前后BOPA/LDPE、PET/PA/CPP的阻隔性相差不大;BOPP/PVDC/PE拉伸性能较差,横向断裂伸长率仅为28.4%,且热封强度低,其余样品的拉伸性能、抗穿刺性能、热封强度均较好;PA/Al/CPP,BOPP/PVDC/PE成品包装分别在袋体折皱处、袋体与热封口处漏气,其余样品均未漏气。结论 耐揉搓性差、拉伸性能差及热封强度低分别是烧鸡PA/Al/CPP包装、肉肠BOPP/PVDC/PE包装发生胀袋的主要原因;阻氧性偏低易导致由BOPA/LDPE,PET/PA/CPP,PVDC 5层共挤膜包装的烧鸡、猪蹄、肉肠在长时间存储时缓慢胀袋。上述样品存在的问题主要与材质结构、铝箔层质量、材料生产及热封工艺有关。