磷化瓜尔胶与APP协同阻燃PLA的性能研究

采用9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物（DOPO）和1,2,3,6-四氢邻苯二甲酸酐（THPA）对瓜尔胶（GG）进行改性得到磷化瓜尔胶（DTGG）,并通过核磁共振和傅里叶变换红外光谱对其结构进行表征。以DTGG为碳源,聚磷酸铵（APP）为酸源和气源对聚乳酸（PLA）进行阻燃改性。通过垂直燃烧（UL 94）、极限氧指数（LOI）和锥形量热仪（CONE）对PLA共混物的阻燃性能进行测试。采用热失重分析（TG）和场发射扫描电子显微镜（FESEM）对其热性能和形貌进行表征。结果表明,当DTGG/APP的质量比为9/11时,LOI值为33.4%,达到UL 94 V-0等级。同时,样品的总热释放（THR）值最低,与纯PLA相比降低了33.8%。从FESEM观察到阻燃剂在PLA基质中分布均匀。DTGG和APP的协同作用有效地增强了PLA共混物的阻燃性能。最后讨论了DTGG和APP对PLA共混物的协同阻燃作用机制。     

红磷与APP协同阻燃乙丙橡胶的研究

研究了聚磷酸铵(APP)、APP/红磷并用对阻燃乙丙橡胶的物理机械性能及阻燃性能的影响。结果表明,APP/红磷并用与单用APP相比,对乙丙橡胶的物理机械性能无明显影响;APP/红磷并用有明显的协同阻燃效应,APP/红磷并用比单用APP阻燃效果要好,不仅可以提高乙丙橡胶的垂直燃烧等级,也可以提高其氧指数。     

界面阻燃化玻璃纤维协同聚磷酸铵增强阻燃聚乳酸树脂

采用短切玻璃纤维（GF）作为载体,先经3-氨丙基三乙氧基硅烷（KH550）对其表面氨基化处理后（GF-KH550）,再以三乙胺为缚酸剂和催化剂,三氯氧磷（POCl3）和4, 4-二氨基二苯甲烷（DDM）为反应单体,在玻璃纤维表面原位聚合,获得超支化聚磷酰胺界面阻燃化玻璃纤维（GF@HBPN）,并与聚磷酸铵（APP）一起应用于聚乳酸树脂（PLA）,制备了系列GF-KH550/PLA、GF@HBPN/PLA和APP/GF@HBPN/PLA复合材料,对复合材料的热稳定性、力学和阻燃性能进行了系统分析。结果表明,与纯PLA相比,GF-KH550/PLA复合材料的拉伸强度有了明显提高,但玻璃纤维的“烛芯效应”严重恶化了其燃烧性能; GF@HBPN/PLA复合材料的拉伸强度也有提高,且燃烧过程中GF表面形成的界面残炭抑制其“烛芯效应”,改善了其燃烧性能（UL-94 V-2）,但不足以达到理想阻燃效果。对于APP/GF@HBPN/PLA复合材料,当APP含量达10%、GF@HBPN含量（GF和APP含量以复合材料的整体质量为基准）达30%时,其极限氧指数（LOI）提升至26.8%,垂直燃烧等级达UL-94 V-0级,且其峰值热释放率（PHRR）、总热释放量（THR）和最大质量损失率（MLRmax）也较纯PLA分别下降了31.39%、23.57%和49.26%,显示出优异的火安全性能。     

ATH和APP对聚乳酸/竹粉复合材料阻燃抑烟性能的影响

利用竹粉和聚乳酸为原料复合制备聚乳酸/竹粉复合材料,分别采用氢氧化铝(ATH)和聚磷酸铵(APP)阻燃剂对聚乳酸/竹粉复合材料进行阻燃抑烟处理并对阻燃处理后的复合材料进行性能测试。结果表明,两种阻燃剂的加入均使复合材料高温下的成炭率提高了约2倍,分别达到了24.7%和25.6%;ATH和APP的加入均有效提高了聚乳酸/竹粉复合材料的阻燃性能;其中,APP对复合材料燃烧过程中热量释放的抑制明显,其热释放速率在燃烧100s以后下降了近2倍,约为150kW/m2,但生烟量大;而ATH对复合材料的抑热效果不及APP,但抑烟效果显著,平均烟释放速率只有约0.02m2/s。     

APP/BF–KH550协同阻燃热塑性聚氨酯的性能

以竹纤维(BF)为协同阻燃剂,将聚磷酸铵(APP)引入热塑性聚氨酯(PUR-T)中,制备了膨胀型阻燃复合材料。为了提高PUR-T的分散性,将硅烷偶联剂KH550接枝到BF上。对PUR-T基膨胀型阻燃复合材料进行了燃烧性能、力学性能测试,结果表明:与纯PUR-T相比,PUR-T/APP/BF KH550样品在UL94测试中达到了V 0等级;通过添加8%的APP和2%的BF-KH550,复合材料样品的极限氧指数达到了30.3%;同时,最大热释放速率值下降了86.6%;90%PUR-T/8%APP/2%BF KH550试样的拉伸强度为23.9 MPa,高于90%PUR-T/8%APP/2%BF样品。     

聚磷酸铵阻燃聚乳酸/竹粉复合材料的性能研究

利用聚磷酸铵(APP)作为阻燃剂与竹粉(BF)、聚乳酸(PLA)共混,经模压成型工艺制备阻燃PLA/BF复合材料,并对该复合材料的性能进行了测试与表征。结果表明,随着APP添加量的增加,复合材料的力学性能有所降低,但下降的幅度并不明显,而复合材料的热稳定性和质量保持率得到提升;另外,添加APP对复合材料燃烧过程中热量的释放产生了明显的抑制作用,复合材料的燃烧热释放速率下降了近一半,平均只有约150 kW/m2,但同时也一定程度增加了复合材料的生烟量。综合比较,当APP的质量分数为20%时,复合材料具有最佳的性能。     

阻燃竹纤维增强聚乳酸复合材料降解性能的研究

以聚乳酸(PLA)为原料,乙酰柠檬酸三丁酯(ATBC)为增塑剂,利用竹纤维作为增强体,加入聚磷酸铵/淀粉/甲酰胺、双氰胺(APP/TS/FD)混合膨胀型阻燃剂,制备阻燃型竹纤维/PLA复合材料,通过分析土埋、热老化两种条件下,复合材料表面形貌、燃烧性能、热性能、吸水性能、力学性能的变化,研究竹纤维增强PLA复合材料的降解性能。研究表明,在热老化情况下,复合材料的力学性能变化更为明显,在80℃下热老化12天后复合材料的拉伸强度和弯曲强度分别降低了86.6%和77.1%,而土埋3个月后的拉伸强度和弯曲强度分别降低了71.9%和61.8%,处理前后复合材料的燃烧性能和热性能均无明显变化。     

抗熔滴阻燃聚乳酸复合材料的性能

以聚乳酸为基体,红麻为增强材料,PX-220、FB88#为阻燃剂,通过熔融共混制得抗熔滴阻燃聚乳酸复合材料。通过电子拉力机、扫描电镜、热重、极限氧指数、拉曼光谱等分析手段研究了复合材料的力学、耐热和阻燃性能。结果表明:P6具有较好的力学性能、耐热性能和阻燃性能,且燃烧后成炭显著,无熔滴。     

CFA/APP协同阻燃动态硫化热塑性弹性体的制备及其性能

将新型无羟基低聚三嗪衍生物(CFA)作为成炭剂与聚磷酸铵(APP)复配成膨胀型阻燃剂(IFR),并研究了不同含量和比例的IFR对动态硫化热塑性弹性体(TPV)阻燃性能、热稳定性能、流变性能和力学性能的影响。结果表明:IFR对TPV有良好的阻燃作用,当IFR(CFA与APP质量比1∶3)质量分数为40%时,TPV/IFR复合材料具有最佳的阻燃性能,极限氧指数为26.4%,且垂直燃烧测试等级为V-0级;TPV/IFR复合材料的热释放速率峰值与总热释放量均大幅降低;IFR能促使TPV/IFR复合材料形成更多的残炭,积分程序分解温度和表观活化能明显增加,材料的热稳定性显著提高;TPV/IFR复合材料虽然加工性能略有降低,但具有优异的力学性能,能满足加工使用要求。     

IFR与MMT协同阻燃PP的性能研究

本实验通过对聚丙烯(PP)进行改性,探讨在加入无卤膨胀型阻燃剂(IFR)后,再加入不同比例的蒙脱土(MMT)条件下,对于聚丙烯(PP)在阻燃性能,力学性能,以及微观形态上产生的影响。通过氧指数、垂直燃烧、SEM图像、红外和热重分析以及力学性能测试等,研究MMT对以聚丙烯和IFR为基体的材料的阻燃特性和力学性能的影响。实验结果表明:蒙脱土加入以IFR与聚丙烯复合的基体当中,其自身并未与材料形成插层结构,并且使得IFR原有的膨胀性受到抑制,材料的氧指数下降,成炭作用降低,整体的阻燃效果下降;但是蒙脱土的加入又使得材料的热稳定性提高,耐热性变好。蒙脱土在材料当中作为应力集中点,导致材料的内应力加大,力学性能变差。     

聚磷酸铵与聚乙二醇增韧阻燃聚乳酸研究

采用聚磷酸铵(APP)对聚乳酸进行阻燃改性,并利用两种不同相对分子质量的聚乙二醇(PEG2000和PEG4000)进行增韧改性,最终制备出了增韧阻燃聚乳酸复合材料。结果表明:PEG2000和PEG4000的加入不同程度地提高了复合材料的断裂伸长率和冲击强度,分别提高到37.1%,2.65kJ/m2和26.7%,3.15kJ/m2;APP的加入使得复合材料的阻燃性能显著提高,极限氧指数最高达到了29.2%,垂直燃烧测试达到UL-94V-0等级。扫描电镜结果表明:复合材料的断面微观形貌由脆性断裂变成了韧性断裂,同时APP在基体中的分散性得到了提高。     

碳纤维协同碳纳米管改性聚乳酸的性能研究

选用可完全生物降解的聚乳酸材料作为导电抗静电聚合物复合材料的基体,以阵列碳纳米管(CNT)为主要电介质,碳纤维(CF)为增强材料和辅助导电剂,采用熔融共混法制备生物降解导电高分子材料。研究表明,含2%碳纳米管的聚乳酸(PLA)表面电阻率可达到1010Ω/sq,即可达到抗静电材料的要求;添加1%的碳纤维(CF),制备成PLA/CNT/CF导电复合材料,碳纤维不但可以提高材料的导电性能,还显著改善材料的拉伸强度和冲击性能,导电性和冲击强度均提高了4倍。     

阻燃抑烟型聚乳酸/竹粉复合材料性能研究

采用模压成型法制备了氢氧化铝（ATH）、聚磷酸铵（APP）及APP+ATH阻燃型聚乳酸/竹粉(PLA/BF)复合材料,通过扫描电子显微镜考察了复合材料拉伸断面和燃烧后炭层的微观结构,并对其力学性能、热稳定性能和燃烧性能进行了测试。结果表明,阻燃剂的引入均降低了复合材料的力学性能,但显著提高了热稳定性,600 ℃时复合材料的残炭率分别达到了20.3 %、27.9 %和26.3 %;ATH对复合材料具有显著的抑烟效果,但抑热作用较APP要差,而ATH与APP复合阻燃剂使复合材料兼具较好的抑热作用和抑烟效果。     

有机磷系化合物反应阻燃聚乳酸的机理与性能

介绍9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)及其衍生物10-(2,5-二羟基苯基)-10-氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO-HQ)分别反应阻燃聚乳酸(PLA)的机理和对PLA力学性能、阻燃性能、耐热性能的影响。结果表明,少量DOPO对PLA有良好的阻燃效果,少量过氧化二异丙苯(DCP)与DOPO-HQ并用能有效改善PLA的阻燃性能和热稳定性能。5%DOPO-HQ/0.5%DCP阻燃PLA具有良好的综合性能,拉伸强度为49.37MPa,断裂伸长率为5.03%,氧指数为32%,试样热失重5%、50%时的温度分别提高38、36℃。     

三嗪膨胀阻燃聚乳酸的制备及其性能

将实验室自制的三嗪大分子成炭发泡剂(CFA)、聚磷酸铵(APP)及硅树脂复配成膨胀阻燃剂(IFR)添加到聚乳酸(PLA)材料中制备阻燃PLA(IFR-PLA)材料,通过极限氧指数(LOI)和垂直燃烧(UL-94)测试研究了材料的阻燃性能。通过热重分析(TGA)测试研究了材料的热降解行为和成炭性能,通过锥形量热(CONE)测试研究了材料的燃烧行为,并对其燃烧后残炭的形貌进行研究。结果表明:当APP与CFA的质量比为5∶1,IFR的添加量为15%时,IFR-PLA材料通过UL-94 V-0级,LOI值达33.5%。IFR的加入促进了PLA材料的降解和成炭,从而提高了材料的阻燃性能。     

芳磺酸盐与BDP协同阻燃聚碳酸酯的性能研究

以芳磺酸盐(KTS)与双酚A双(二苯基磷酸酯)(BDP)作为复配体系,制备了阻燃聚碳酸酯(PC)复合材料。通过极限氧指数(LOI)、垂直燃烧、热失重分析(TGA)、力学性能测试实验研究了复配阻燃剂对PC阻燃性能、热稳定性和力学性能的影响。结果表明:当KTS、BDP用量分别为0.1%和12.5%时,体系的LOI达到最大值37.5%,垂直燃烧等级为UL 94V-0级;KTS与BDP复配使用后,对PC有良好的协同阻燃作用,有利于提高材料的热稳定性,同时提高了阻燃PC复合材料的成炭能力,改善了残炭质量。     

疏水硼酸锌与氢氧化镁协同阻燃EVA的性能研究

使用硫酸锌、硼砂为原料,油酸为改性剂,采用一步法制备疏水硼酸锌(Zn2B6O11.3H2O)。用X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪、扫描电子显微镜、接触角测定仪等设备对样品的物相、形貌、疏水性进行了分析。结果表明,所制备的硼酸锌直径为1～2μm,片层厚度为0.1μm,接触角为105.1°;将硼酸锌与氢氧化镁[Mg(OH)2]复配用于乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)阻燃时具有很好的协同阻燃作用,极限氧指数达到了38.5%;在EVA配方中加入疏水硼酸锌,复合材料的力学性能下降较慢,且优于加入相同量市售硼酸锌的复合材料。     

阻燃处理对竹粉增强聚乳酸复合材料阻燃抑烟性能影响

分别采用氢氧化铝(ATH)、聚磷酸铵(APP)及ATH+ APP复合阻燃剂对竹粉增强聚乳酸复合材料进行阻燃抑烟处理,并对处理后的复合材料性能进行测试与表征.结果表明,两种阻燃剂均显著增加了复合材料的成炭率,ATH+ APP产生了协同作用,使复合材料成炭率提高了近4倍,达到了45.3％;复合材料经阻燃处理后其阻燃性能均得到了不同程度的提升.其中,APP对复合材料燃烧过程中热量释放的抑制作用最明显,ATH对复合材料表现出了较强的抑烟效果,而ATH +APP复合阻燃剂产生的协同作用使复合材料具有阻燃和抑烟的双重特性.     

聚乳酸阻燃改性研究进展

综述了近年来国内外聚乳酸( PLA)阻燃改性的研究进展,对磷系、氮系、硅系、膨胀型阻燃体系,无机及纳米粉体等各种环保型阻燃体系在PLA中的应用情况进行探讨,并对未来的发展趋势进行了展望.