EVA/MCA复合体系的燃烧性能与炭层结构

以乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)为基体树脂,以氰尿酸三聚氰胺(MCA)为阻燃剂,研究了EVA/MCA复合体系的燃烧性能,并对燃烧炭层进行了分析.结果表明,MCA改善了EVA/MCA体系的燃烧性能,消除了燃烧滴落现象,抑制了黑烟的产生.随着MCA添加量逐渐增大,氧指数由18.0%提高到26.1%,当MCA添加量为80质量份时,体系成为难燃材料.当MCA添加量分别为50,60,80质量份时,EVA,MCA复合体系的阻燃级别依次可以达到FV-2级,FV-1级,FV-0级.随着MCA添加量的增加,燃烧试样表面的炭层逐渐增多,致密程度提高;随着燃烧时间的增加,燃烧试样内部的孔洞增多,孔径变大.     

MCA协效阻燃EVA/MH和EVA/ATH及其作用机理研究

利用垂直燃烧(UL-94)、极限氧指数、热失重分析(TGA)、扫描电镜(SEM)等测试方法从热分解阶段的机理、燃烧表面炭层形貌等方面对三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)在乙烯-乙酸乙烯共聚物(EVA)/氢氧化镁(MH)和EVA/氢氧化铝(ATH)体系的协效阻燃机理进行研究。结果表明,在阻燃剂总含量相同的情况下,EVA/MH/MCA体系的UL-94达到V-0级,极限氧指数可达到33.4%,而EVA/ATH/MCA则无法通过UL-94测试;EVA/MH/MCA体系热稳定性更好;EVA/MH/MCA体系形成的炭层结构更加紧密,阻燃性能更好。     

LLDPE/EVA/改性MH/MRP阻燃体系的研究

选用乙烯-醋酸乙烯共聚物/改性氢氧化镁/微胶囊红磷(EVA/改性MH/MRP)为复合阻燃体系,研究体系的力学性能及阻燃性能,并通过扫描电镜观察材料燃烧后炭层的表面形貌。结果表明:当LLDPE/EVA/改性MH/MRP添加比例为60:40:70:10时,拉伸强度为11.3 MPa,断裂伸长率为353%,氧指数为31.4%,垂直燃烧试验通过UL 94V-0级,体系具有良好的阻燃协效作用和力学相容性。     

PP-g-MAH增容PBT/Mg(OH)_2阻燃复合体系

采用马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)增容氢氧化镁(MH)阻燃聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)复合体系。通过母料法的运用大大提高了MH的用量,并考察了乙烯-丙烯酸酯-甲基丙烯酸缩水甘油酯(EMG)对复合体系性能的调节作用,通过UL94垂直燃烧和极限氧指数(LOI)测试复合体系的阻燃性能,并用热重分析仪、动态力学分析仪和扫描电镜(SEM)分析PP-g-MAH、EMG对复合体系阻燃性能和力学性能的影响。实验表明,PP-g-MAH的加入显著改善了复合体系的加工性能,并且当PP-g-MAH为4%(质量分数,下同),EMG为2%,MH为50%时,PBT的LOI为36.1%,UL94垂直燃烧通过V-0级,并基本保持了PBT的力学性能。     

交联无卤阻燃LLDPE/EVA电缆料的研制

以LLDPE（线性低密度聚乙烯）、EVA（乙烯醋酸乙烯共聚物）为基体树脂，ATH（氢氧化铝）、MH（氢氧化镁）为主阻燃剂，有机硅为阻燃增效剂，EVA-g-MAH（马来酸酐接枝乙烯醋酸乙烯共聚物）为高分子相容剂，DCP（邻苯二甲酸二壬酯）为交联剂制备了交联无卤阻燃LLDPE／EVA电缆料。研究结果表明，在燃烧时有机硅能促进玻璃态无机炭化层隔氧膜的形成，有效地提高共混物的氧指数。以EVA-g-MAH作为共混体系的相容剂能够改善交联无卤阻燃LLDPE／EVA电缆料的加工性能、力学性能和阻燃性能。     

动态硫化乙烯-乙酸乙烯酯共聚物/苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物复合改性沥青的性能

用乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)复合改性沥青,研究了EVA/SBS复合改性沥青动态硫化前后的软化点、针入度(25 ℃)、延度(5 ℃)及贮存稳定性,并用应变控制流变仪与光学显微镜分析了复合改性沥青的动态力学性能和相态结构.结果表明,动态硫化处理后,EVA/SBS复合改性沥青的延度和针入度下降,而软化点提高;随着硫黄用量的增加,EVA/SBS复合改性沥青的高温贮存稳定性提高,温度敏感性降低;随着EVA用量的增加,EVA/SBS复合改性沥青的高温贮存稳定性先提高后降低;当EVA质量分数为3%、硫黄质量分数为3%时,其对沥青的改性效果最佳;改性剂微粒与沥青的相容性和稳定性明显改善.     

乙烯-乙酸乙烯酯共聚物增韧改性聚甲醛的工艺研究

通过熔融挤出共混的方法,选用乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)增韧改性聚甲醛(POM)。分别研究了EVA用量和工艺参数(包括挤出机螺杆转速、加工温度以及注射压力)对POM/EVA共混物力学性能的影响。结果表明:EVA能有效地增韧改性聚甲醛,当EVA用量为25%时,缺口冲击强度由7.6 k J/m~2提高到22.9 k J/m~2;当EVA用量在15%时,POM/EVA体系的综合力学性能最好;加工工艺参数对体系的力学性能有一定的影响,当螺杆转速为200 r/min,加工温度在150~180℃,注射压力为8 MPa时,体系的力学性能最好。     

EVAL-g-MANa离聚物对PP/EVA热塑性硫化橡胶性能的影响

将皂化乙烯-乙酸乙烯共聚物接枝马来酸钠(EVAL-g-MANa)离聚物加入聚丙烯(PP)/乙烯-乙酸乙烯共聚物(EVA)热塑性硫化橡胶中,探讨了EVAL-g-MANa对PP/EVA热塑性硫化橡胶力学性能、加工性能及微观结构的影响。结果表明:EVAL-g-MANa可作为PP/EVA热塑性硫化橡胶的相容剂。当EVAL-g-MANa用量为6 phr时,PP/EVA热塑性硫化橡胶的拉伸强度、悬臂梁缺口冲击强度、弯曲应力分别提高13.79%,23.85%,14.95%,同时,熔体流动速率提高32.56%。     

无卤膨胀复合阻燃低密度聚乙烯/乙烯-醋酸乙烯酯共混物的研究

分别采用三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)、微胶囊红磷(MCP)以及氢氧化镁[Mg(OH)2]等与膨胀型阻燃剂PNP进行复配,研究了不同阻燃剂及其配比对低密度聚乙烯/乙烯-醋酸乙烯酯(PE-LD/EVA)共混物的阻燃和力学性能的影响。结果表明,在PE-LD/EVA为70/30的基体树脂中,当复合阻燃剂的含量为35%时,PNP/MCA的最佳配比为3/2,阻燃材料的极限氧指数为30.8%;PNP/MCA/MCP的最佳比例为24/16/4,阻燃材料极限氧指数为32.3%;PNP/MCA/MCP/Mg(OH)2的最佳比例为24/16/4/22,阻燃材料的极限氧指数为30.9%,垂直燃烧达到UL 94V-0级,拉伸强度为11.1MPa,断裂伸长率为80.6%。     

氢氧化镁阻燃剂填充EVA共聚物力学性能研究

研究了普通氢氧化镁、六角片状氢氧化镁和硬脂酸(SA)改性氢氧化镁分别填充到乙烯-乙酸乙烯共聚物(EVA)中制得的复合材料的力学性能。用红外光谱(FT-IR)、扫描电镜(SEM)对3种类型氢氧化镁及EVA/氢氧化镁复合材料的结构和形貌进行了分析。结果表明:相比普通氢氧化镁,六角片状氢氧化镁和SA改性的氢氧化镁有效地降低了表面极性,大大降低了对复合材料的力学性能的影响;4%(质量分数)SA改性氢氧化镁在EVA树脂中的分散性均匀,填料表面与树脂表面的界面黏结性较好;氢氧化镁(MH)粉体的加入增加了EVA/MH复合材料的拉伸强度,其中4%(质量分数)SA改性氢氧化镁粉体对复合材料拉伸强度的影响最大,六角片状氢氧化镁影响最小;氢氧化镁粉体填充量达到60质量份(60质量份氢氧化镁填充至100质量份EVA中)时,断裂伸长率降低到100%以下,复合材料力学性能急剧恶化。     

Structure and properties of polypropylene composites filled with magnesium hydroxide

Silane and silicone oil modified superfine magnesium hydroxide (MH) was filled into polypropylene (PP) as a flame retardant. The PP and flame‐retarded PP composites were studied for their mechanical properties and rheological behaviors by differential scanning calorimetry (DSC), polarizing optical microscopy (POM), limiting oxygen index (LOI), thermogravimetric analysis (TGA), and scanning electron microscopy (SEM). The results showed that the addition of MH improved flame retardancy of PP/MH composites, but seriously deteriorated mechanical properties of the composites. Surface treatment of MH could significantly improve tensile and impact strength of PP/MH composite because of its enhanced interfacial adhesion between MH and PP matrix. DSC results showed that MH had heterogeneous nucleation effect on PP. Surface treatment of MH weakened its heterogeneous nucleation effect. POM results showed that the dispersion of MH particles played an important role in the crystalline morphology and spherulite size of PP crystals. TGA indicated that MH greatly enhanced the thermal stability of PP. The introduction of treatment agent further improved the thermal oxidative stability of the composite. According to LOI, silane‐treated MH greatly enhanced flame retardancy of PP/MH composites. © 2006 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci 102: 4943–4951, 2006     

TPS/EVA泡沫复合材料的制备及其阻燃与力学性能

以热塑性淀粉(TPS)为成炭剂与聚磷酸铵(APP)、可膨胀石墨(EG)复配组成膨胀型阻燃剂,通过熔融密炼、开炼塑化、硫化发泡制备了热塑性淀粉/乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(TPS/EVA)泡沫复合材料,探讨了TPS用量对泡沫复合材料阻燃性能、力学性能的影响。结果表明,TPS的加入显著提高了TPS/EVA泡沫复合材料阻燃性能,可起到良好的成炭作用;TPS/EVA泡沫复合材料的拉伸强度、断裂伸长率以及撕裂强度随着TPS用量的增加呈现先增大后减小的趋势,相对密度则是小幅度上升。当TPS用量为6%时,TPS/EVA泡沫复合材料综合性能最好,其LOI可达26.5%且UL-94为V-0级,拉伸强度、断裂伸长率、撕裂强度以及相对密度可达2.395 MPa、177.48%、10.59 N·mm^-1、0.21452。     

碱式碳酸镁基复合阻燃剂的制备及其阻燃性能研究

采用硅烷表面处理的碱式碳酸镁纳米片和氢氧化镁以及氢氧化铝为复合阻燃剂,通过密炼模压法制备了一系列复配阻燃剂协效阻燃EVA的复合材料。利用拉伸性能测试仪、熔融指数仪、垂直燃烧测试仪和锥形量热仪分别测试了复合材料的力学性能、加工流动性能和阻燃性能,利用热重分析仪测试了复配阻燃剂的热分解行为。结果表明,复配阻燃剂以适当比例协效阻燃EVA在更宽的燃烧温度范围内发生分解,能够起到更好的阻燃效果。并且复配阻燃剂/EVA复合材料的热释放速率和烟释放率大幅度降低,分别为181.06 kW/m²和0.032 m²/s。另外,复配阻燃剂/EVA复合材料的拉伸强度达到9.73 MPa,断裂伸长率为155.07%,每10 min熔融指数为1.00 g,符合电线电缆行业标准。     

氢氧化铝无卤阻燃乙烯醋酸乙烯共聚物的结构与性能

以表面修饰的氢氧化铝（ATH）作为无卤阻燃剂,以线形低密度聚乙烯接枝物为相容剂制备了阻燃性能和力学性能优良的无卤阻燃乙烯醋酸乙烯（EVA）复合材料。通过扫描电子显微镜、力学性能测试、动态热力学分析、极限氧指数、垂直燃烧测试表征了AHT阻燃EVA复合材料的结构与性能。研究了表面处理及相容剂的引入对ATH在EVA中的分散性和界面相容性的影响,以及AHT粒径大小、添加量对EVA阻燃性能和力学性能的影响。结果表明,界面相容剂和表面处理剂同时使用,能显著提高ATH与基体之间的界面相容性,从而提高了EVA的力学性能和阻燃效果,ATH尺寸越小,阻燃性能越好。     

三聚氰胺氰尿酸盐/聚氨酯复合阻燃聚甲醛的研究

采用三聚氰胺氰尿酸盐／聚氨酯复合阻燃剂阻燃聚甲醛，阻燃剂粒子超细均匀分散于分散相聚氨酯中，解决了非复合阻燃剂与聚甲醛直接共混相容性差、材料性能劣化的难题．获得了阻燃性能和力学性能优良的阻燃聚甲醛材料，并通过热失重和气质联用分析研究了其阻燃机理。     

改性MCA的固相合成及其在PA6中的应用

本实验选用一种新的方法合成改性三聚氰胺氰尿酸盐(MCA),将三聚氰胺(MA)、氰尿酸(CA)和极少量水混合成膏状物并使其在室温下反应一定时间,再加入少量MCA和二氧化硅(Si O2)溶胶使其继续反应以制备改性MCA(mMCA)阻燃剂。将制备的mMCA与尼龙6(PA6)熔融共混制备阻燃PA6复合材料。用FTIR、XRD和TG对所制mMCA进行了表征,对阻燃PA6复合材料的阻燃性能和力学性能进行了测试。结果表明:所制mMCA的FTIR、XRD特征峰与MCA的特征峰一致;m MCA的最大热失重温度有了较大的提升达到465.2℃。在PA6复合材料中,当阻燃剂含量为13%时,阻燃PA6复合材料的极限氧指数(LOI)达到33%,阻燃性能为UL-94 V0级,锥形量热测试的PHRR降低了26.3%。随着阻燃剂含量的增加,复合材料的力学性能有所提高。与传统大量水体系制备mMCA方法相比,此法具有工艺简单、不需加热、耗水量极低,没有污水排放等优点。     

改性Sb2O3协同十溴二苯乙烷阻燃LDPE/EVA的研究

采用熔融共混法制备了阻燃低密度聚乙烯/乙烯-醋酸乙烯共聚物(LDPE/EVA)复合材料,研究了表面有机化改性三氧化二锑(Sb2O3)与十溴二苯乙烷(DBDPE)在LDPE/EVA中的阻燃协效性,通过极限氧指数(LOI)、垂直燃烧等级(UL94)、力学性能和热稳定性等测试对复合材料进行研究。结果表明,DBDPE/Sb2O3复合阻燃剂对LDPE/EVA有良好的阻燃作用,经表面有机化改性的Sb2O3,较之未改性Sb2O3阻燃协效性增强,制品热稳定性提高,对力学性能影响较小。     

硅烷交联EVA/PP/MH复合材料的制备和性能

采用两步熔融共混法制备了硅烷接枝交联乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)/聚丙烯(PP)/氢氧化镁(MH)复合材料,研究了乙丙嵌段共聚聚丙烯(PP-B)和等规均聚聚丙烯(PP-H)分别与EVA混合后的硅烷接枝交联的效率,用万能拉力试验机、热延伸试验仪、极限氧指数仪及垂直燃烧仪等研究了EVA/PP/MH复合材料的力学、热延伸和阻燃等性能。结果表明,EVA/PP-B共混物进行硅烷交联的效果优于EVA/PP-H共混物;MH含量≤120份（质量份,下同）时,硅烷交联EVA/PP/MH达到了交联度标准要求;随着MH含量由80份增加到160份,未交联EVA/PP-B/MH的极限氧指数由25.0 %增大到32.2 %,交联后极限氧指数比交联前提高了0.5 %~1.5 %;当MH含量≥120份时,EVA/PP-B/MH垂直燃烧能达到V-0级;EVA/PP-B/MH的热失重过程分2个阶段,第一个热分解阶段主要为MH失水和EVA的脱羧反应,第二个热分解阶段主要对应于PP -B和EVA主链结构的裂解和残渣的挥发。     

Highly dispersed melamine cyanurate flame‐retardant epoxy resin composites

Ultrafine dispersion of flame retardants in polymer matrices favors improving the performance of flame‐retardant polymers, but is still a challenge on most occasions. In the present research, an efficient method was employed to realize satisfactory dispersion of a nitrogen flame retardant, melamine cyanurate (MCA), in epoxy resin (EP) composites, and meanwhile integrated the synthesis of MCA with the preparation of the flame‐retardant composites. In the conventional technology, EP pre‐polymer glue with added MCA powder (synthesized in water, then dried and pulverized) is used to coat glass fabrics, which are compressed into laminated boards. Here, MCA was synthesized in a good solvent for EP, and then EP pre‐polymer was directly dissolved in the MCA suspension to obtain the in situ synthesized flame‐retardant glue. In this way, MCA could keep perfect dispersion whether in the glue or cured resin. Compared with the conventional addition system easily resulting in the aggregation of MCA particles, the in situ synthesized MCA flame‐retardant system exhibited much better stability of the coating glue, and markedly improved flame retardancy and mechanical properties. © 2016 Society of Chemical Industry     

Polyurethane Composites Reinforced with Walnut Shell Filler Treated with Perlite,Montmorillonite and Halloysite

In the following study, polyurethane (PUR) composites were modified with 2 wt.% of walnut shell filler modified with selected mineral compounds–perlite, montmorillonite, and halloysite. The impact of modified walnut shell fillers on selected properties of PUR composites, such as rheological properties (dynamic viscosity, foaming behavior), mechanical properties (compressive strength, flexural strength, impact strength), dynamic-mechanical behavior (glass transition temperature, storage modulus), insulation properties (thermal conductivity), thermal characteristic (temperature of thermal decomposition stages), and flame retardant properties (e.g., ignition time, limiting oxygen index, heat peak release) was investigated. Among all modified types of PUR composites, the greatest improvement was observed for PUR composites filled with walnut shell filler functionalized with halloysite. For example, on the addition of such modified walnut shell filler, the compressive strength was enhanced by ~13%, flexural strength by ~12%, and impact strength by ~14%. Due to the functionalization of walnut shell filler with thermally stable flame retardant compounds, such modified PUR composites were characterized by higher temperatures of thermal decomposition. Most importantly, PUR composites filled with flame retardant compounds exhibited improved flame resistance characteristics-in all cases, the value of peak heat release was reduced by ~12%, while the value of total smoke release was reduced by ~23%.