乙烯-醋酸乙烯酯橡胶的共混改性

乙烯-醋酸乙烯酯橡胶(EVM)是一种重要的合成橡胶。文中介绍了不饱和羧酸盐增强EVM、EVM增韧改性尼龙1010和EVM/三元共聚尼龙共混物的研究工作。原位合成的不饱和羧酸盐能够显著改善EVM硫化胶的力学性能,是制备高性能和功能化EVM硫化胶的有效方法。EVM能够有效地增韧尼龙1010,EVM中醋酸乙烯酯的含量和EVM的门尼黏度是影响增韧效果的关键因素。采用三元共聚尼龙与EVM动态硫化,可以制备具有良好力学性能的热塑性弹性体。将EVM与塑料共混可以制备一系列具有良好力学性能和不同硬度的EVM共混物,这对于EVM材料的开发和应用具有重要的意义。     

二溴新戊二醇在膨胀型阻燃乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中的作用机理

以季戊四醇(PER)/二溴新戊二醇(DBNPG)混和磷酸酯三聚氰胺甲醛树脂(MFR)微胶囊化聚磷酸铵(APP)合成膨胀型阻燃剂(IFR)。研究了DBNPG的含量在膨胀型阻燃乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)中的影响。流变行为、热分析、扫描电镜、阻燃性能与膨胀度测试结果表明:DBNPG可以通过改善炭层的膨胀度、致密度和封闭性来提高隔热性能。适当的DBNPG可改善IFR与EVA的相容性,增大熔体的黏度,形成封闭的炭层,提高炭层的隔热性能,降低燃烧体系放热,有利于阻燃性能的提高。但DBNPG含量过高,会降低流体的黏度,恶化炭层的隔热性能,放热量增大,阻燃性能降低。当IFR中DBNPG/PER的质量比为38.5/90.0,EVA/IFR的质量比为70/30时,复合材料具有最佳的阻燃性能和良好的力学性能。     

一种长链磷腈衍生物的制备及对乙烯醋酸乙烯酯的阻燃增容作用

合成了一种长链磷腈衍生物六辛胺基环三磷腈(HOCP)阻燃增容剂,通过傅里叶变换红外光谱、核磁共振谱及元素分析对阻燃剂的组成及结构进行了表征。将新合成的HOCP应用于聚磷酸铵(APP)和三(1-氧代-1-磷杂-2,6,7-三氧杂双环[2.2.2]辛烷-4-亚甲基)磷酸酯(Trimer)处理的乙烯醋酸乙烯酯(EVA)材料,并通过极限氧指数(LOI)、垂直燃烧测试、力学性能测试和流变测试,研究了HOCP对EVA的阻燃增容作用。通过扫描电镜研究了阻燃EVA材料经氧指数测试后的残炭内外表面。结果表明,HOCP对EVA具有较好的阻燃增容作用,当添加10%的HOCP时,阻燃效果最好,样品6的LOI达到了29.5%,当添加15%的HOCP时,断裂伸长率达到最大,样品7的断裂伸长率达到了949%。     

膨胀阻燃剂对EVA阻燃和力学性能的影响

以聚磷酸铵(APP)、三嗪系成炭发泡剂(CFA)和4A分子筛(4AZEO)作为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)的膨胀阻燃剂(IFR)。采用氧指数、垂直燃烧研究了APP与CFA的不同配比、IFR不同添加量对阻燃材料阻燃性能的影响,并对其力学性能进行测试。当IFR总添加量为28%,APP/CFA质量比为3∶1时阻燃EVA材料显示出较好的阻燃效果,其氧指数为33.8,垂直燃烧达到UL-94V0级。采用热失重法证实了配比合理的膨胀阻燃剂能够促进EVA在高温时的成炭,最后采用扫描电镜法对残炭外貌进行了表征。     

高分子量聚醋酸乙烯酯乳液和醋酸乙烯酯-乙烯共聚物乳液的合成及力学性能

对比研究了保护胶体聚乙烯醇(PVA)、阴离子乳化剂十二烷基硫酸钠(SDS)加料量和引发剂加料速率对聚醋酸乙烯酯(PVAc)和醋酸乙烯酯-乙烯共聚物(VAE)乳液聚合过程中乳胶粒粒径和相对分子质量演化的影响。乳胶粒成核后明显的团聚特性决定了增加保护胶体PVA和阴离子乳化剂SDS加料量对提高PVAc相对分子质量作用不明显。该聚合体系中由于成核乳胶粒强烈的团聚倾向,同一乳胶粒中可同时存在多个自由基,减小引发剂加料速率可降低双基终止几率,明显提高PVAc相对分子质量。进一步利用该技术合成了不同相对分子质量的VAE乳液,力学性能对比测试表明,高分子量VAE乳液成膜具有更优异的力学性能,在聚合物水泥防水复合材料领域具有明显的性能优势。     

无卤阻燃乙烯-醋酸乙烯酯共聚物泡沫复合材料的制备及性能表征

为使得乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)泡沫复合材料具有阻燃功能,分别添加膨胀石墨-聚磷酸铵(EGAPP)和膨胀石墨-聚磷酸铵-热塑性淀粉(EG-APP-TPS)两种不同复配阻燃剂,通过熔融共混和硫化发泡制备了无卤阻燃EVA泡沫复合材料。采用极限氧指数(LOI)、垂直燃烧(UL-94)、热分析质谱联用(TG-MASS)及扫描电镜(SEM)测试等对EG-APP/EVA及EG-APP-TPS/EVA泡沫复合材料进行表征。结果表明:EG-APP复配阻燃剂添加量为30wt%、EG与APP质量比为1∶4时,EG-APP/EVA泡沫复合材料的LOI达28.1%,UL-94为V-1级;而当EG-APP-TPS复配阻燃剂添加量同为30wt%,EG、APP与TPS质量比为1∶4∶1时,EG-APP-TPS/EVA泡沫复合材料的LOI可达29.3%,UL-94为V-0级。TG-MASS和SEM分析表明:EG、APP和TPS在气相和固相中均具有显著的协同阻燃作用。     

纳米ZnO填充乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的动态流变行为

为提供纳米ZnO/乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)复合材料加工及性能优化的理论依据,通过熔融共混法制备了纳米ZnO/EVA复合材料,采用DSC研究了复合材料的熔融结晶行为,采用旋转流变仪分析了纳米ZnO质量分数以及偶联剂表面处理对复合材料体系动态流变行为的影响。结果表明:随着纳米ZnO质量分数的提高,纳米ZnO/EVA复合材料的结晶温度和熔融温度均先上升后下降;但改性纳米ZnO质量分数对改性纳米ZnO/EVA复合材料的熔融温度和结晶温度影响不大。当纳米ZnO的质量分数大于20%时,纳米ZnO/EVA体系的复数黏度发生突变,储存模量-角频率曲线在低频区出现第二平台,对应于应变扫描曲线上出现的两段线性黏弹区域,表明因纳米ZnO粒子间相互关联、团聚及粒子与基体间的相互作用形成了局部有序的逾渗网络结构;而纳米ZnO经偶联剂表面处理后,体系的复数黏度下降,储存模量-角频率曲线没有出现平台,说明改性纳米ZnO在复合材料体系中分散得更加均匀。研究表明偶联剂对纳米ZnO的表面处理改善了纳米ZnO在EVA中的分散性。     

高填充量耐油乙烯-醋酸乙烯酯共聚物电缆材料的制备及性能

应用聚硅氧烷低聚物(FPSO)对二氧化硅(SiO₂)、氢氧化铝(ATH)和氢氧化镁(MH)的混合物进行改性,并将改性后的无机混合物与乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)进行熔融共混复合,制备出无机物填充量达50%的EVA电缆材料。采用扫描电镜(SEM)、差示扫描量热仪(DSC)、旋转流变仪、万能试验机和极限氧指数测试仪对EVA电缆材料的结构和性能进行表征与测试。SEM结果显示,FPSO的引入促进了高含量无机混合物在EVA基体中的分散,材料燃烧后的炭渣表面结构完整;DSC测试结果表明,FPSO含量较低时,EVA的结晶能力提高,有利于电缆材料力学性能的改善。流变测试结果揭示,FPSO的引入在削弱填料间相互作用的同时提高了无机粒子与基体间的界面黏结力,有利于提高材料的耐油及阻燃性能;当FPSO的质量分数为0.48%时,电缆材料具有较好的力学、耐油及阻燃性能。     

高密度聚乙烯/乙烯-醋酸乙烯酯共混物的动态流变行为相形态及力学性能

通过熔融共混制备了不同质量比的高密度聚乙烯(HDPE)/乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)共混物,采用旋转流变仪、扫描电镜及电子万能试验机等研究了共混物的动态流变行为、相形态及力学性能。结果表明,HDPE/EVA为不相容共混物,HDPE质量分数较高的共混物界面相互作用高于EVA质量分数较高的共混物,这就导致了HDPE质量分数较高的共混物中分散相尺寸更小。在50/50共混物中发现了明显的共连续相结构。HDPE与EVA共混后降低了HDPE相的熔点,提高了EVA相的熔点,这归因于EVA相对HDPE相的稀释作用以及HDPE相对EVA相的成核作用。当HDPE质量分数较高时,共混物的拉伸强度呈现出正偏差,而对于50/50的共混物以及EVA质量分数较高的共混物则显示出负偏差。断裂伸长率与拉伸强度的变化趋势相同,除了80/20共混物有所例外,这可能是由于该组成下共晶度较高所致。     

分散相含量对乙烯-醋酸乙烯酯共聚物/聚丙烯原位微纤复合材料微纤形态、结晶行为及流变和力学性能的影响

利用微纳层叠共挤出装置成功制得EVA/PP原位微纤复合材料(MFCs),并对其微纤形态、力学性能、结晶性能和流变行为进行了研究。结果表明:PP在EVA中能够形成微纤,且随PP含量增加,直径较大的微纤数量显著增多,MFCs的储能模量(G′)和损耗模量(G″)都相应增大。且当PP含量低于10%(质量分数,下同)时,复合材料体系是部分相容的,但当PP含量超过10%时,体系发生相分离现象。PP微纤能够有效提高EVA的拉伸强度。当PP含量为20%时,拉伸强度最大,为16.71MPa,比纯EVA树脂提高了42.9%。差示扫描量热法(DSC)测试显示PP微纤会阻碍EVA的结晶行为,使MFCs的结晶度降低。     

乙烯-醋酸乙烯共聚物的流变性能

利用XLY-Ⅱ型毛细管流变仪测试了乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)的表观黏度、粘流活化能、非牛顿指数等流变参数,讨论了剪切速率、剪切应力和温度等对乙烯-醋酸乙烯共聚物熔体的表观黏度的影响,研究了粘流活化能与剪切速率的变化规律。实验结果表明,乙烯-醋酸乙烯共聚物熔体的表观黏度随温度的升高而降低;粘流活化能ΔE随剪切速率的增大而减小。在实验温度范围内,EVA熔体的表观黏度随剪切速率和剪切应力的增大而降低,其非牛顿指数n小于1,说明EVA熔体为假塑性流体。     

膨胀型阻燃涂料对木材的阻燃性能

以脲醛树脂(UF)和硅丙乳液(SEA)树脂分别为基料,三聚氰胺磷酸盐(MP)-三聚氰胺(MEL)-季戊四醇(PER)为膨胀阻燃体系,制备膨胀型阻燃涂料。通过极限氧指数、热重分析、锥形量热、扫描电镜对涂料阻燃性能表征分析证明,与SEA相比,UF分解温度较低,残炭量提高了11.53%;与硅丙乳液基三聚氰胺磷酸盐涂料(SEA/MP)木材阻燃涂料相比,脲醛树脂基三聚氰胺磷酸盐涂料(UF/MP/MEL/PER)木材阻燃涂料具有良好的阻燃性能、热稳定性和抑烟性能,残炭量提高了5.05%,总放热量降低了17.0%,总烟气生成量降低了39.3%,在木材表面形成的炭层更加完整。     

改性硬硼钙石/EVA复合材料的力学和阻燃性能研究

采用湿法对硬硼钙石粉进行表面改性,改性粉体的X射线衍射、红外光谱及接触角测试表明粉体表面获得了良好的修饰,疏水性大幅提高,接触角达到131.5°.在乙烯-醋酸乙烯酯(EVA)中添加不同量的改性硬硼钙石粉体,研究了粉体填充量对EVA复合材料力学性能和燃烧性能的影响.TG-DTG热分析表明,添加硬硼钙石可降低EVA的分解率,提高树脂体系的分解温度.EVA复合材料的力学性能和燃烧性能测试表明:(1)当粉体填充量为30％时,对EVA复合材料体系的力学性能影响较小,有一定的阻燃性能,平均拉伸强度为11.07MPa,平均断裂伸长率达到784.9％;(2)当粉体填充量为40％时,阻燃性能较好,平均断裂伸长率为785.2％.     

硼酸锌对MPP/PEPA阻燃PP性能的影响

采用多聚磷酸蜜胺(MPP)和笼状季戊四醇磷酸酯(PEPA)复配阻燃剂,制备了具有良好阻燃性能的无卤阻燃PP。研究了MPP/PEPA质量比和硼酸锌(ZB)用量对PP阻燃和力学性能的影响。结果表明:MPP/PEPA质量比为3∶2时,复配效果最好;添加少量的ZB即可显著提高材料的阻燃性能;当MPP/PEPA/ZB添加量分别为12%、8%和2%时,阻燃PP的氧指数高达35%,并具有较好的力学性能。TGA结果表明:添加ZB可以起催化MPP/PEPA酯化,促进成炭的作用;SEM分析表明,ZB可以起到稳定炭层,增加炭层厚度的作用。     

阻燃改性纤维素浆粕和阻燃纸的制备及表征

将降纤维素浆粕在不同温度下进行碱化、醚化,得到不同Na+含量的阻燃改性纤维素浆粕。利用红外光谱、极限氧指数、锥形量热和扫描电镜等测试方法,对改性纤维素浆粕的燃烧和阻燃性能进行了研究。结果表明,改性纤维素浆粕的最大氧指数达到34.0,远远高于纤维素的氧指数19.0,并且改性纤维素浆粕的总热释放量最小值为6.74 MJ/m2,远远低于纤维素的总热释放量20.44 MJ/m2。同时通过造纸工艺制备了海藻酸钙纤维-改性纤维素浆粕复合阻燃纸张,并利用极限氧指数、锥形量热和扫描电镜等测试方法,对复合纸的燃烧和阻燃性能进行了研究。     

不同表面活性剂处理的Sb_2O_3对PVC复合材料阻燃性能的影响

利用高能球磨法制备Sb_2O_3粉末,采用聚乙二醇-6000、十二烷基硫酸钠和OP-10对Sb_2O_3粉末进行表面改性,研究不同表面活性剂改性的Sb_2O_3颗粒对PVC复合材料体系阻燃性能的影响。运用X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)对Sb_2O_3的物相组成、颗粒形貌、平均粒径进行表征,利用X射线能量色散谱仪(EDS)、极限氧指数仪以及垂直燃烧实验分别对Sb_2O_3/PVC复合材料的粒子分布、阻燃性能进行研究。结果表明:当聚乙二醇-6000作为表面活性剂时,由于纳米Sb_2O_3粒子表面有机膜空间位阻效应较大,使得纳米Sb_2O_3在PVC基体中表现出良好的分散性。当纳米Sb_2O_3添加量为1.26%(质量分数,下同)时,PVC复合材料的氧指数为27.1%,材料处于难燃级别;当采用十二烷基硫酸钠和OP-10作为表面活性剂时,Sb_2O_3颗粒表面包覆效果差,Sb_2O_3颗粒粒径分别为100nm和150nm,Sb_2O_3在PVC基体中分散性变差,并出现团聚现象。当Sb_2O_3添加量为1.26%时,PVC复合材料的氧指数分别为24.7%和25.3%,材料未达到难燃级别。     

含磷本质阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料的制备及性能

以苯基膦酰二氯(BPOD)和乙二醇(EG)为原料合成含磷长链二元醇(P-polyol),用于制备含磷本质阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料(RPUF),研究了P-polyol对聚氨酯泡沫塑料性能的影响。结果表明,使用P-polyol制备的聚氨酯泡沫,含磷量为1.82%时,极限氧指数达到24.7%;微型燃烧量热仪(MCC)测试显示,燃烧过程的热释放容量、总热释放量和热释放峰值均有所下降。热重分析(TGA)结果显示,在氮气中热分解后700℃的残炭量为22.6%,在空气中热氧化分解后700℃的残炭量为17.0%,较纯RPUF均提高了1倍以上。阻燃后聚氨酯泡沫的压缩强度比空白组提高了130%,并保持了原有的冲击强度,这一优点是众多添加型阻燃剂难以实现的。     

硅橡胶膨胀型阻燃和热分解特性分析

采用极限氧指数(LOI)、垂直燃烧(UL-94)、热分析(TG)和实时傅立叶变换红外(RTFT-IR)等手段研究了硅橡胶(MVMQ)/三聚氰胺磷酸盐(MP)、硅橡胶(MVMQ)/三聚氰胺磷酸盐(MP)/季戊四醇(PER)复合体系的阻燃性能和热分解特性。研究结果表明,MP的添加量达到40份时MVMQ/MP复合体系表现出良好的阻燃性能和力学性能。与MVMQ/MP复合体系相比,在阻燃剂总量相同的情况下,MVMQ/MP/PER复合体系的阻燃性能有所降低。TG和RTFT-IR的结果都表明,阻燃剂MP的加入促进了硅橡胶的热分解。