无卤阻燃聚丙烯复合材料的制备研究

为获得较好阻燃性能的聚丙烯(PP)复合材料,实验通过加入较大量的无机复合阻燃剂以实现其阻燃性能,加入大分子的增容物以提高体系的韧性,加入大分子的接枝物以改善无机粒子和聚合物之间的相容性,从而弥补因为加入大量无机阻燃剂引起的机械性能的损失.当m(氢氧化镁)∶m(氢氧化铝)为4∶1,硼酸锌加入35 g,红磷加入65 g时,材料的阻燃性能满足垂直燃烧等级UL-94,为V-0级,机械性能也较好;当增韧体系m(乙烯-辛烯共聚物)∶m(三元乙丙橡胶)(m(POE)∶m(EPDM))为110∶30时,制得的聚丙烯复合材料的综合性能较好,拉伸强度为19.35MPa,断裂伸长率可达到350.47%,冲击强度可达到35.23 kJ/m2,阻燃性能仍然保持在垂直燃烧等级UL-94,为V-0级.所以,无机阻燃剂氢氧化镁、氢氧化铝、红磷和硼酸锌一起使用可以达到很好的阻燃效果,通过大分子增容剂对PP无卤阻燃体系进行增韧,可以同时满足PP复合材料的阻燃性能和机械性能.     

新型P、N协效阻燃剂的制备及其在PA66中的应用

为获得适用于聚酰胺66(PA66)的协效型阻燃剂,以植酸(Phytic acid, PA)和三聚氰胺(Melamine, MEL)为原料,采用超分子自组装法制备一种P、N协效型阻燃剂三聚氰胺植酸盐(Melamine-phytate, MPA),再将MPA与PA66熔融共混制备成复合材料,通过垂直燃烧仪、极限氧指数仪、锥形量热仪、电子万能试验机等对其阻燃性能、力学性能进行表征,并提出该阻燃剂可能的阻燃机理。结果表明：MPA可提升PA66的阻燃性能,当PA66/MPA复合材料中MPA质量分数达到8%时,垂直燃烧等级达到UL94 V-0级,极限氧指数大于27%,热释放速率峰值和烟雾释放总量显著降低;随着阻燃剂MPA含量的提升,PA66/MPA复合材料的力学性能有所下降,当MPA质量分数达到8%时,拉伸强度与断裂伸长率分别下降27.4%和24.1%;MPA可能的阻燃机理为P、N协效阻燃,二者同时在凝聚相和气相发挥作用,从而提升PA66的阻燃性能。该结果可为工程应用中协效化阻燃PA66的制备提供一定参考。     

无卤阻燃粘胶的制备及性能研究

通过共混阻燃改性制备了无卤阻燃粘胶,并采用红外光谱分析(FTIR)、X-射线衍射(XRD)、热重分析(TG)、差式扫描量热(DSC)、扫描电子显微镜(SEM)及极限氧指数(LOI)测试对阻燃粘胶的结构及性能进行了研究。FTIR结果表明阻燃粘胶的中含有P和N阻燃元素。阻燃粘胶TG及DSC的数据研究表明加入的磷氮阻燃剂具有催化脱水的作用,阻燃剂的加入使阻燃粘胶的燃烧残余量大幅度提高;改性后的阻燃粘胶极限氧指数(LOI)由19%提高到了28%~32%,阻燃效果显著;SEM结果表明阻燃粘胶有发泡成碳的性能,这是磷氮阻燃体系的特点之一。     

六苯氧基环三磷腈的合成及其阻燃应用

以六氯环三磷腈(HCCTP)、苯酚、碳酸钾为原料,四正丁基溴化铵(TBAB)为相转移催化剂,氯苯为溶剂,合成了六苯氧基环三磷腈(HPCTP).采用红外光谱技术对产物进行了表征,并将HPCTP首次应用于聚丙烯/聚烯烃弹性体/滑石粉复合体系,制备了无卤阻燃的聚丙烯改性塑料.结果表明,HPTCP对复合体系具有较好的阻燃作用.复合体系的缺口冲击强度和断裂伸长率随着阻燃剂用量的增加而下降,弯曲强度随着阻燃剂含量的增加而增加,拉伸强度随着阻燃剂含量的增加而先增后降.当HPCTP的质量分数为10%时,阻燃聚丙烯/聚烯烃弹性体/滑石粉复合体系的氧指数达到25.6%,冲击强度为15.1kJ/m2,弯曲强度为34.2MPa,拉伸强度为23.9MPa,断裂伸长率为59.1%,该材料的综合性能最佳.     

玻纤增强阻燃共聚尼龙66复合材料的阻燃性能研究

采用双螺杆挤出机,将玻纤(GF)、玻纤分散润滑剂(TAF)、抗氧剂等添加到阻燃共聚尼龙66(FRPA66)中制备了玻纤增强阻燃共聚尼龙66(GF/FR-PA66)新型复合材料。通过场发射扫描电镜(SEM)、热重分析仪(TGA)、氧指数仪及垂直燃烧仪,研究了玻纤在阻燃尼龙66基体中的分散性、复合材料的热稳定性、阻燃性及残炭形貌。结果表明:随着含量的增加,玻纤在复合材料中的分散性越好,提高了复合材料的热稳定性,但降低了氧指数和垂直燃烧等级;与FR-PA66相比,添加25%玻纤的GF/FR-PA66残炭表面炭层疏松、致密度减小,炭层的隔氧、隔热作用降低。     

Al（OH）_3/POE无卤阻燃复合材料的制备及性能研究

针对POE弹性体的易燃特点,对其进行阻燃改性.研究了氢氧化铝（ATH）及其表面处理,以及ATH与包覆红磷（CRP）复配对POE性能的影响.结果表明：ATH用量的增加能够提高复合材料的氧指数和水平燃烧等级,但垂直燃烧等级提升不明显,且大量填充ATH导致复合材料力学性能严重劣化;采用铝酸酯表面改性ATH能提高其力学性能,当铝酸酯用量为ATH质量的2.5%时效果最好,但材料的阻燃性能随着铝酸酯用量的增加而下降.ATH与CRP复配能显著提升复合材料的阻燃性能,当m（POE）∶m（ATH）∶m（CRP）=100∶120∶18时,复合材料综合性能最优,其氧指数为30.7,水平和垂直燃烧级别分别为FH-1和FV-0级别,拉伸强度和断裂伸长率分别为12.44MPa和621.34%.     

PHBV/PBAT复合阻燃材料的燃烧性能、 力学性能及流变性能研究

采用熔融共混的方法,将MMT和聚磷酸铵基阻燃剂添加到PHBV/PBAT复合材料中,研究复合阻燃材料的力学性能、流变性能以及燃烧性能。极限氧指数和垂直燃烧结果表明,聚磷酸铵基阻燃剂的添加提高了复合材料的极限氧指数,MMT的加入使得极限氧指数进一步提高,当MMT的质量分数为1%时通过了UL-94垂直燃烧V-0级别测试。结合流变性能测试与力学性能测试表明,聚磷酸铵基阻燃剂恶化了复合材料的力学性能,而MMT提高了粉体在基体材料中的分散性能,提高了复合阻燃材料的力学性能。锥形量热测试表明,MMT的加入明显降低了复合材料的热释放速率以及产烟量。     

多种汽车内饰复合材料主要性能对比研究

为了更好的比较阻燃涤纶、腈氯纶、芳纶1313应用于汽车内饰材料的阻燃性能和其他性能,将其分别与普通涤纶按照不同比例混合,通过非织造干法针刺工艺制备针刺密度为400刺/cm~2、面密度为270g/m~2的样品,并对其阻燃性能和其他性能深入对比研究分析。结果表明:阻燃性能测试可知阻燃涤纶含量达到15%、腈氯纶含量达到60%、芳纶1313含量超过60%时,其各自复合材料有良好的阻燃性能。芳纶1313复合材料的断裂强度腈氯纶复合材料阻燃涤纶复合材料。阻燃涤纶复合材料的耐磨性芳纶1313复合材料腈氯纶复合材料。综合产品的性能和其他因素,阻燃涤纶/普通涤纶为15/85时,复合材料有较好的综合性能。     

氧化锌与膨胀型阻燃剂对聚丙烯的协效阻燃

采用磷酸、季戊四醇和三聚氰胺为原料合成了一种新型膨胀型阻燃剂(IFR)。并以IFR为阻燃剂,氧化锌(ZnO)为协效阻燃剂,聚丙烯(PP)为基体树脂制备了膨胀型阻燃PP复合材料,重点研究ZnO与IFR之间的协效阻燃作用。采用氧指数测定仪、UL-94测定仪和锥形量热仪等手段研究阻燃PP复合材料的燃烧性能,用动态傅里叶变换红外光谱(FTIR)研究阻燃PP复合材料在不同温度下凝聚相的结构变化,初步揭示其热降解特性。实验结果表明:ZnO与IFR之间存在明显的协效阻燃效果;复合材料在240～330℃时,结构变化最剧烈;ZnO添加质量分数为1.6%时,炭层完整性最好,热释放速率峰值最低,降低幅度可达80%,UL-94为V-0级;ZnO添加质量分数为3.2%时,氧指数(LOI)最大为25.6%,UL-94为V-0级。     

有机蒙脱土改性阻燃聚酯的制备及其抗熔滴性能分析

为减少阻燃聚酯在高温燃烧过程中形成熔滴物而造成的二次火灾,提高阻燃聚酯的抗熔滴性能,选用有机蒙脱土(Organic montmorillonite, OMMT)与阻燃聚酯经熔融共混,制备阻燃聚酯/OMMT复合材料。采用热重分析、临界氧指数和垂直燃烧测试法分别对阻燃聚酯/OMMT的热稳定性、阻燃性能及抗熔滴性进行测试,并采用电镜及能谱仪对试样的燃烧产物进行微观形貌分析及元素组成和含量测定。结果表明：当阻燃聚酯/OMMT复合材料中OMMT质量分数为9%时,该复合材料的起始分解温度为417.07℃,相较阻燃聚酯提高74.83℃,残炭率达到最大为24.41%,热稳定性能提升;随OMMT质量分数的增加,该复合材料的阻燃性能与抗熔滴性增强,当OMMT质量分数为9%时,其LOI为34.4%,垂直燃烧级别为V-0,熔滴数为5.25滴,相比阻燃聚酯减少了52.3%,燃烧产物表面存在致密稳定耐热的炭层结构。该研究结果可为阻燃聚酯的抗熔滴改性提供参考。     

热塑性聚烯烃弹性体/磷酸二氢铵阻燃复合体系的性能

以热塑性聚烯烃弹性体(TPO)为基体,设计了以磷酸二氢铵(ADP)同时为气源、酸源阻燃剂的TPO/ADP阻燃复合体系。重点研究了该体系的阻燃性能和膨胀层结构,并研究了复合阻燃体系的力学性能。结果表明,ADP使体系的LOI数值和垂直燃烧测试等级得到提高。当ADP用量达到70份时,LOI达到25.9%,垂直燃烧测试达到FV-0级,体系成为难燃材料。光学显微镜(OM)分析表明,ADP是良好的气源,能够促进体系生成多孔的膨胀层,并且体系产生了具有一定阻隔作用的炭层结构。力学性能研究表明,ADP的加入使复合阻燃体系的拉伸强度得到一定提高,但断裂伸长率有所降低。当ADP的加入量为80份时,复合体系的断裂伸长率为300%,仍能够满足建筑防水材料要求。     

热塑性聚烯烃弹性体/磷酸二氢铵阻燃复合体系的性能

以热塑性聚烯烃弹性体(TPO)为基体,设计了以磷酸二氢铵(ADP)同时为气源、酸源阻燃剂的TPO/ADP阻燃复合体系。重点研究了该体系的阻燃性能和膨胀层结构,并研究了复合阻燃体系的力学性能。结果表明,ADP使体系的LOI数值和垂直燃烧测试等级得到提高。当ADP用量达到70份时,LOI达到25.9%,垂直燃烧测试达到FV-0级,体系成为难燃材料。光学显微镜(OM)分析表明,ADP是良好的气源,能够促进体系生成多孔的膨胀层,并且体系产生了具有一定阻隔作用的炭层结构。力学性能研究表明,ADP的加入使复合阻燃体系的拉伸强度得到一定提高,但断裂伸长率有所降低。当ADP的加入量为80份时,复合体系的断裂伸长率为300%,仍能够满足建筑防水材料要求。     

阻燃化改性海泡石纤维/LDPE复合材料的制备与性能

采用带有高活性端基的无卤膨胀型阻燃剂（PSPHD）对海泡石纤维（SEP）进行接枝改性,制备了阻燃化海泡石纤维（PSPHD-SEP）;通过熔融共混制备了低密度聚乙烯（LDPE）/海泡石纤维阻燃复合材料;通过拉伸试验和冲击试验对LDPE/SEP,LDPE/PSPHD-SEP复合材料进行了力学性能分析;通过氧指数（LOI）以及垂直燃烧（UL-94）对复合材料的阻燃性能进行了研究;利用扫描电镜（SEM）、漫反射-傅里叶变换红外光谱仪（DR-FTIR）对燃烧后的炭层结构和组成进行了表征和分析。结果表明：两组复合材料的拉伸强度和冲击强度随海泡石量的增加呈现先增大后减小的趋势,且在相同添加量条件下,LDPE/PSPHD-SEP体系的拉伸强度和冲击强度更高。阻燃化改性海泡石纤维（PSPHD-SEP）提高了复合材料的阻燃性能,在与聚磷酸铵（APP）、季戊四醇（PER）的复配体系中,当阻燃化改性海泡石纤维添加量达到5%时,复合材料的氧指数达到26.8,垂直燃烧测试达到V-0级。PSPHD促进了炭层与海泡石纤维的交联,形成更加致密的炭层,大幅提高了复合材料燃烧后的残炭量。     

一种无卤阻燃乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的热分解动力学研究

通过极限氧指数法（LOI）和垂直燃烧（UL-94）测试考察了一种无卤阻燃乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA）的阻燃性能;利用热重分析法（TG）研究了纯EVA及阻燃EVA在不同升温速率下的热稳定性及热分解动力学,并采用Kissinger及Flynn-Wall-Ozawa方法计算了纯EVA和阻燃EVA的热分解表观活化能。结果表明,添加40%复合膨胀阻燃剂的EVA复合材料,极限氧指数达到28.6%,UL-94测试达到V-0级,残炭量相对纯EVA明显提高;随着升温速率增大,EVA和阻燃EVA的起始失重温度和各阶段的失重峰温均向高温方向移动;二者在第一阶段的热分解活化能均低于第二阶段,阻燃剂的添加使EVA的最大失重速率明显降低,热分解表观活化能提高,增强了材料的热稳定性和阻燃性。     

阻燃粘胶纤维/羊毛混纺织物的制备及性能研究

采用阻燃粘胶与羊毛按不同比例混纺制备机织物,对混纺织物的力学性能、水洗尺寸变化率进行了测试,并采用氧指数法对混纺织物的阻燃性进行了研究.测试结果表明:阻燃粘胶纤维,羊毛混纺比为70/30时织物的力学性能好于2种纤维的纯纺织物;阻燃粘胶纤维比例越高,混纺织物的阻燃性能越好,当阻燃粘胶纤维的比例达到50%时,混纺织物的阻燃性即达到阻燃要求.     

Synthesis,characterization and flame-retardant properties of epoxy resins and AACHH composites

Flame retardant epoxy resins were prepared by a simple mixed method using ammonium aluminum carbonate hydroxy hydrate (AACHH) as a halogen-free flame retardant. The prepared samples were characterized by X-ray diffraction, thermogravimetric and differential scanning calorimetry, scanning electron microscope and limiting oxygen index(LOI) experiments. Effects of AACHH content on LOI of epoxy resins/AACHH composite and flame retardant mechanism were investigated and discussed. Results show that AACHH exhibites excellent flame-retardant properties in epoxy resin(EP). When the content of AACHH was 47.4%, the LOI of EP reached 32.2%. Moreover, the initial and terminal decomposition temperature of EP increased by 48°C and 40 °C, respectively. The flame retarded mechanism of AACHH is due to the synergic flame retardant effects of diluting, cooling, decomposition resisting and obstructing.     

介孔分子筛MCM-41协效改性聚磷酸铵阻燃性研究

以分子筛MCM-41作为协效剂,采用聚磷酸铵(APP)、季戊四醇(PER)和三聚氰胺(MEL)复配阻燃剂,用于聚丙烯(PP)的阻燃.研究添加分子筛MCM-41对PP阻燃性能、力学性能和热性能的影响.结果表明:添加少量分子筛MCM-41即可显著提高PP的阻燃性能;当分子筛的添加量为1%(质量分数)时,阻燃PP的氧指数为32.7,比纯PP提高了92.35%.TG、DMA和SEM观察结果表明:添加少量分子筛MCM-41可以催化APP/PER/MEL间的酯化反应,促进体系成炭,形成更紧密的炭层,从而提高材料的阻燃性能.     

PA6对膨胀型阻燃PE电缆料性能的影响

以蜜胺包覆聚磷酸铵(MAPP)、小分子成炭剂季戊四醇(PER)和大分子成炭剂PA6组成的膨胀型阻燃剂体系阻燃线性低密度聚乙烯(LLDPE)。通过氧指数(LOI)、扫描电镜(SEM)和力学性能测试研究,结果表明:PA6成炭剂具有协效阻燃作用,少量添加时可使氧指数从26.5%提高到29.5%,且生成的炭层封闭性较好。     

无卤阻燃ABS体系的性能

采用氧化锌（ZnO）、二氧化硅（SiO2）包覆改性ZnO及微胶囊红磷（MRP）／酚醛环氧树脂（NE）制备了无卤阻燃ABS．探讨ZnO及SiO2包覆改性ZnO的阻燃增效作用及协同作用机理．IR分析结果表明,包覆改性后在ZnO表面形成了Si-O-Zn键,表明在ZnO表面形成了SiO2包覆层．实验结果表明,ZnO及其SiO2包覆的ZnO可显著提高ABS材料的阻燃性能,并且对ABS的力学性能影响不大,当ZnO的添加量为5％时,阻燃ABS的极限氧指数（LOI）达到36％;当添加5％表面SiO2包覆量为5％的改性ZnO时,阻燃ABS的LOI达到41％．阻燃ABS试样垂直燃烧实验均可达到V-0级别．TG分析结果表明,ZnO及SiO2表面包覆改性ZnO可以促进材料成炭,增加残炭含量,提高ABS的阻燃性能     

阻燃粘胶纤维/腈氯纶混纺织物的制备及性能研究

以阻燃粘胶纤维和腈氯纶为原料,按照不同的混纺比制备了阻燃机织物.采用垂直燃烧法、极限氧指数(LOI)法和强力仪对织物的阻燃性能和力学性能进行测试分析.结果表明:随混纺织物中阻燃粘胶纤维含量的增加,织物的续燃时间和阴燃时间均缩短,而损毁长度大大增加,织物的LOI值下降,织物的经纬向断裂强度及断裂伸长率均下降,说明混纺织物中阻燃腈氯纶含量对混纺织物性能的贡献要大于阻燃粘胶纤维.