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。     

膨胀阻燃碱木质素聚氨酯泡沫的制备及性能

将精制后的碱木质素代替部分聚醚多元醇,通过一步发泡法与聚合MDI混合制备了碱木质素聚氨酯泡沫,同时采用季戊四醇(PER)和聚磷酸铵(APP)复配组成膨胀阻燃剂(IFR)制备了碱木质素阻燃聚氨酯泡沫,通过极限氧指数(LOI)测试分析了碱木质素阻燃聚氨酯泡沫的阻燃性能。通过热重分析(TGA)、锥形量热测试(CONE)和扫描电子显微镜(SEM)测试,分别研究了所制试样的热降解行为和成炭性能、燃烧行为和残炭的形貌。分析结果表明:当碱木质素的添加量为聚醚多元醇的5%,APP与PER的质量比为3∶1,IFR的添加量为30%时,碱木质素基聚氨酯泡沫的LOI达到了24.8%,IFR的加入促进了碱木质素聚氨酯泡沫的降解和成炭,从而提高了材料的阻燃性能。     

膨胀型阻燃剂PEPA/MPP阻燃LGFPP性能研究

将季戊四醇磷酸酯(PEPA)和三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)复配成一种膨胀型阻燃剂(IFR),用于对长玻纤增强聚丙烯(LGFPP)进行阻燃。采用极限氧指数测试、垂直燃烧测试、扫描电子显微镜观察、热重分析、力学性能测试等方法探讨了该IFR组成对LGFPP的阻燃性能、热稳定性能以及力学性能的影响。结果表明,IFR的总添加量为20%,当PEPA与MPP质量比为11∶9时,复配阻燃效果最佳,阻燃LGFPP的极限氧指数值为26.1%,UL–94燃烧等级达到V–0级;生成的炭层致密、连续性好且稳定;阻燃LGFPP表现出较好的热稳定性与力学性能。     

环氧树脂包覆聚磷酸铵-聚丙烯阻燃体系构建

为构建膨胀聚丙烯(PP)阻燃体系,采用原位聚合法制备环氧树脂包覆聚磷酸铵微胶囊(EP-APP)以改善APP与PP材料的相容性,并选用季戊四醇(PER)为成炭剂与EP-APP构成膨胀型阻燃剂(IFR),制备PP/EP-APP/PER阻燃复合材料。以微胶囊的水溶性为指标优化微胶囊包覆工艺,考察了EP-APP与PER质量比和IFR添加量对复合材料的阻燃性能及力学性能的影响,分析了IFR中EP-APP与PER的反应机理。结果表明,当EP加入量为APP质量的10%、固化剂三乙烯四胺(TETA)用量为EP质量的15%时,采用40℃(1 h)+70℃(1 h)的固化反应温度设置,可制得有良好耐水性的EP-APP微胶囊。当IFR质量分数为25%,IFR中EP-APP与PER质量比为3∶1时,制得PP/APP/PER阻燃复合材料的极限氧指数(LOI)达到35.0%,垂直燃烧性能达到UL 94 V-0等级,且复合材料仍能保持较好的拉伸性能。热重分析表明,IFR的分解反应可分为三个阶段：首先是EP-APP受热分解后与PER发生反应,生成含有磷酸酯键的物质;然后是酯类化合物生成稳定的环状酯并释放出H_...     

改性活性炭增强EVA塑料阻燃性能研究

采用在活性炭(AC)上负载金属元素对活性炭进行改性,并将其与磷氮膨胀型阻燃剂(IFR)混合作为协效阻燃剂用于增强乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)阻燃性能。研究发现,Fe、Cu和Zn三种元素已经成功负载在AC表面,负载率分别为18.3%、20.31%、18.61%,Cu元素负载率最高;将改性活性炭(MAC)、IFR(APP和PER)共混进行测试发现,在MAC∶APP∶PER=5∶4∶1的配比情况下,协同阻燃效果性能最佳,此时水平和垂直燃烧的实验测试分别达到最高的HB-1级和V-0级,极限氧指数(LOI)也达到最大值39%;CONE测试发现,MAC、IFR以及协效阻燃剂使得EVA的热释放速率峰值(PHRR)分别下降了80.45%、67.01%和81.91%,FPI数值分别为纯EVA塑料的4.9倍、2.3倍和5.2倍,协效阻燃剂的最大质量损失速率(MLR)提升了77.9%,最大生烟速率(SPR)下降了68.4%,有效阻止了EVA的进一步燃烧;协效阻燃增强EVA的热分解可分为两个阶段,第一个阶段是EVA燃烧,活化能为272.1 kJ/mol,反应级数是0.961,第二分解峰为炭层的氧化分解,活化能为105.8 kJ/mol,反应级数是0.892。     

CaCO_3和EG与APP/PER/ZB体系协同阻燃交联EVAC基复合材料的研究

采用膨胀型阻燃剂[聚磷酸铵/季戊四醇/硼酸锌(APP/PER/ZB)体系]对交联乙烯–乙酸乙烯酯塑料(EVAC)进行阻燃改性,然后分别用CaCO3和可膨胀石墨(EG)进一步优化EVAC/APP/PER/ZB复合材料。采用极限氧指数(LOI)仪、锥形量热仪和扫描电子显微镜(SEM)研究了复合材料的阻燃性能及阻燃机理,并测试了复合材料的力学性能和介电性能。结果表明,随着APP/PER/ZB体系含量的增加,复合材料的LOI逐渐升高,热释放速率峰值、平均热释放速率、热释放总量逐渐降低;拉伸强度、断裂伸长率和介电常数逐渐下降,但介电损耗变化极小。CaCO3和EG优化的复合材料阻燃性能和拉伸性能均比未优化的有所提高,起到一定的协同阻燃效果,其中EG的优化效果最好;CaCO3对复合材料介电性能的影响与APP/PER/ZB体系大致相同,但高频下EG的影响较为显著,均明显降低了复合材料的介电常数和介电损耗峰值。     

膨胀型阻燃剂/二乙基次磷酸铝阻燃改性不饱和树脂基复合材料

采用密胺包覆聚磷酸铵（APP）、季戊四醇（PER）和三聚氰胺（MEL）作为膨胀型阻燃剂（IFR）对不饱和树脂（UP）进行改性,研究了APP、PER和MEL不同复配比例及用量对不饱和树脂基复合材料阻燃性能和力学性能的影响。基于IFR最佳用量,以二乙基次磷酸铝（ADP）为协效剂,研究了ADP用量对IFR/UP阻燃复合材料阻燃性能、力学性能及热稳定性的影响。结果表明,当APP∶PER∶MEL复配比例为4∶1∶1,IFR添加量为15 %（质量分数,下同）时,复合材料综合性能最佳,其极限氧指数为27.4 %,UL 94垂直燃烧达到V?1等级,弯曲强度和冲击韧性分别为100.3 MPa和6.3 kJ/m²;ADP的引入能够进一步提高IFR/UP复合材料阻燃性能,且随着ADP质量分数的增加而增强;当ADP质量分数为2 %时,IFR?ADP/UP复合材料极限氧指数为28.5 %并达到V?0阻燃等级,弯曲强度和冲击韧性分别为110 MPa和7.8 kJ/m²,与IFR/UP复合材料相比,分别提高了9.7 %和23.8 %;ADP能够促进IFR/UP复合材料表面成炭,缓解基体的热降解。     

润滑剂对PP/IFR复合材料性能的影响

以聚丙烯(PP)为基体树脂、FR–1420为无卤膨胀型阻燃剂,分别加入乙撑双硬脂酰胺(EBS)、聚乙烯(PE)蜡、硬脂酸锌(硬锌)、硅酮及聚偏氟乙烯(PVDF)等五种润滑剂来制备阻燃PP复合材料(PP/IFR),考察了润滑剂及其含量对PP/IFR的阻燃性能和力学性能的影响,并对材料的热分解行为及炭层结构进行了表征和分析。结果表明,FR–1420含量为21%,五种润滑剂含量在0.5%~2%范围内变化时,对PP/IFR复合材料的力学性能影响不大,而对阻燃性能产生了明显影响;EBS与阻燃剂产生对抗作用,不论添加量多少,都显著降低PP/IFR的阻燃性,垂直燃烧等级由V–0级降低至无级;PE蜡、硬锌、硅酮及PVDF的添加量都存在一个最大值,当低于最大值时,不会影响PP/IFR的阻燃性,垂直燃烧等级均为V–0级,而高于最大值时,则会降低PP/IFR的阻燃性;PE蜡、硬锌、硅酮及PVDF均会不同程度延后PP/IFR的起始分解温度,略微降低其成炭率。     

聚磷酸铵和季戊四醇对CR性能影响的研究

以氯丁橡胶(CR)为主体,探究了不同配比、不同含量的聚磷酸铵(APP)与季戊四醇(PER)对CR力学性能、燃烧性能的影响。结果表明,当阻燃剂总添加量为30%时,APP/PER质量比为3∶1时,CR复合材料燃烧性能最优;随着APP/PER总添加量的增加,极限氧指数升高,力学性能降低。     

聚丁二酸丁二醇酯/淀粉共混物阻燃改性的研究

以聚磷酸铵(APP)、三聚氰胺(MA)复配制得膨胀型阻燃剂(IFR), 通过密炼机共混制备了阻燃聚丁二烯丁二醇酯(PBS)/淀粉复合材料(PBSS/IFR),并研究了各组分配比及含量对复合材料阻燃性能、热稳定性及力学性能的影响。结果表明,甘油糊化淀粉含量为20 %(质量分数,下同)、甘油/淀粉质量比为3∶1、IFR含量为24 %、APP/MA质量比为5∶1时,复合材料的极限氧指数达到34.5 %;加入IFR后,阻燃复合材料的阻燃性能和热稳定性均提高。     

EG与IFR复合阻燃ABS的动态燃烧性和协同效应

将可膨胀石墨(EG)与P-N型膨胀阻燃剂(IFR)复合阻燃丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)树脂,阻燃剂添加量为20%(质量分数,下同),通过极限氧指数(LOI)仪、垂直燃烧测试(UL-94)仪、锥形量热(CONE)仪和扫描电镜(SEM)研究了EG与IFR复合阻燃ABS的协同效应。结果表明,EG/IFR质量比为1/1为最佳配比,阻燃ABS的LOI达到29%,UL-94为V-0级;EG与IFR复合阻燃ABS,表现出一定的协同作用;通过SEM观察ABS/EG/IFR试样燃烧后样品发现,EG与IFR起到协同阻燃作用。     

膨胀阻燃剂APP对ABS树脂阻燃性能和力学性能的影响

研究了多聚磷酸铵(APP)、APP/PER(季戊四醇)复配比及其用量对丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)的阻燃性能及力学性能的影响。同时也研究了增韧剂聚硅氧烷、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物(MBS)的用量对阻燃ABS的阻燃性能及力学性能的影响。结果表明,APP与PER复配质量比为3∶1时协同阻燃效果较好,其填加量为30份以上时阻燃料ABS可达到UL94V-0级,阻燃剂的加入对其力学性能影响并不明显。聚硅氧烷和MBS加入后,冲击强度有一定程度的提高,但阻燃性能有了很大程度的下降。     

无卤膨胀型阻燃聚丙烯的性能研究

利用微胶囊化技术合成的新型磷氮体系无卤膨胀型阻燃剂IFR对聚丙烯（PP）进行阻燃。考察了阻燃剂IFR中聚磷酸铵（APP）的微胶囊包覆效果以及阻燃剂IFR对PP的阻燃性能、力学性能、热稳定性以及表面形态等的影响。结果发现包覆后的APP粒度均匀致密，效果比较良好；在PP中添加的IFR阻燃剂质量分数达到30％左右时，有明显的成炭效果，氧指数达到32％，阻燃性能提高；力学性能下降也趋于平缓；且IFR与PP的界面相容性比较良好；阻燃PP材料的热稳定性也得到了提高。     

新型含氮阻燃剂/PEPA协同阻燃PP的性能

以三聚氯氰、对羟基苯甲酸甲酯、水合肼为原料经两步反应合成了一种新型含氮阻燃剂4,4′,4″–(1,3,5–三嗪–2,4,6–三取代)三氧三苯甲酰肼(TNTN),并通过核磁共振等对其进行表征。将合成的含氮阻燃剂TNTN与1–氧–4–羟甲基–2,6,7–三氧杂–1–磷杂双环[2.2.2]辛烷(PEPA)以不同配比制备膨胀型阻燃聚丙烯(PP)材料(IFR–PP)。通过极限氧指数(LOI)、垂直燃烧(UL–94)、热重(TG)分析、锥形量热(CCT)法以及扫描电子显微镜(SEM)对阻燃PP燃烧及热稳定性能进行表征。结果表明,IFR–PP同时具有良好的阻燃性及抗熔滴能力,当PEPA∶TNTN=2∶1时,UL–94达到V–0级,LOI值达到了33.7%,表现出良好的阻燃性能。TG测试表明:阻燃剂的加入使IFR–PP材料提前降解,同时提高了材料的成炭性能,当PEPA∶TNTN=5∶1时,600℃时IFR–PP材料的残炭量由空白样的0.07%提高到了20.6%。CCT测试表明:相对于纯PP,经阻燃剂改性后的PP热释放率和总热释放量均显著减少。SEM测试表明:不同配比阻燃剂的加入使PP在燃烧过程中形成膨胀、致密的炭层,很好地保护了下层材料,提高了PP材料的阻燃性能。     

改性伊利石对ABS／EVAC膨胀阻燃复合材料的协效作用

采用十六烷基三甲基溴化铵(OTAB)对伊利石(ILT)进行表面处理,以改善其与聚合物基体之间的相容性,通过对比实验得出有机改性伊利石(OILT)使复合材料具有更优异的综合力学性能。同时研究了OILT用量对丙烯腈–丁二烯–苯乙烯塑料(ABS)／乙烯–乙酸乙烯酯塑料(EVAC)阻燃复合材料力学性能、阻燃性能和热稳定性能的影响,结果表明,当OILT用量为1%时,复合材料的拉伸强度最大,为16.85 MPa,冲击强度达到4.3 kJ／m2,氧指数也达最大值27.3%,燃烧级别达到V–0级,且具有最好的起始热稳定性能。适量的OILT对ABS／EVAC阻燃复合材料具有良好的阻燃协效作用。     

含硅成炭剂的合成及其在阻燃PP中的应用研究

以三聚氰氯、γ-氨丙基三乙氧基硅烷及对苯二胺为主要原料合成了一种含有机硅的三嗪类成炭剂（CA）,将其与多聚磷酸铵(APP)复配成膨胀型阻燃剂(IFR)用于聚丙烯(PP) 阻燃。研究了APP与CA的配比及用量对PP阻燃性能、力学性能和热稳定性能的影响。结果表明,阻燃改性后的PP具有良好的阻燃性能和力学性能;CA具有优良的成炭作用,含硅基团能够促进PP成炭,提高了PP的热稳定性,有效地抑制了PP的进一步燃烧;当APP/CA为3/1、复配阻燃剂添加量为28 %（质量分数,下同）时,阻燃 PP的极限氧指数为32.5 %,垂直燃烧达UL 94 V-0级。     

超疏水三嗪系膨胀阻燃剂的制备及其应用

采用硅树脂对三嗪系膨胀阻燃剂(IFR)进行表面包覆改性,并通过静态接触角测试对其进行了润湿性能表征。然后将改性前后的IFR分别添加到聚丙烯(PP)中制备了阻燃PP材料,并测试研究了该材料的阻燃性能、力学性能及耐水性。结果表明:当硅树脂的包覆量为5%时,改性IFR的接触角由改性前的0°上升到了151.3°,表现出超疏水性能。与未改性IFR阻燃的PP材料相比,由改性IFR得到的阻燃PP材料,其阻燃性能略有降低,但阻燃剂与聚合物的相容性以及阻燃PP的力学性能有所改善;同时阻燃PP的耐水性能显著提高,其阻燃剂的水抽出率大大降低。当阻燃剂添加量为20%时,未改性IFR阻燃的PP材料,其阻燃剂抽出率为3.71%,且耐水性测试后材料的阻燃性能明显下降;而改性IFR阻燃的PP材料,其阻燃剂抽出率仅为0.38%,且耐水性测试后材料的阻燃性能基本保持不变,表现出优良的耐水性能。     

三嗪膨胀阻燃剂/聚苯醚阻燃聚丙烯的性能研究

以三嗪成炭发泡剂(CFA)、聚磷酸铵(APP)及二氧化硅(Si O2)复配制备成三嗪膨胀阻燃剂(IFR);将聚苯醚(PPO)以不同的比例取代IFR体系中的CFA成分,制备出新型膨胀阻燃剂,并将其添加到聚丙烯(PP)中制备阻燃PP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,通过拉伸性能、弯曲性能和冲击性能测试研究了材料的力学性能,通过热重分析(TGA)测试研究了材料的热稳定性及热降解行为。结果表明:当阻燃剂用量为20%、PPO替换CFA的量为20%时,阻燃PP材料能通过UL 94V-0级,氧指数为31.0%;当阻燃剂用量为22%、PPO替换CFA的量为30%时,阻燃PP材料依然能通过UL 94V-0级,氧指数为30.9%,随着PPO替换比例的增加,材料的阻燃性能逐渐下降。力学性能测试结果表明,与单独添加IFR相比,随着PPO替换量的增加,阻燃材料的力学性能略有下降,但下降幅度不大。TGA测试结果表明,当阻燃剂用量为20%、PPO替换20%的CFA时,对材料的热降解行为和成炭性能几乎没有影响。总之,在保证材料阻燃性能的前提下,用适量PPO替换CFA,在一定程度上降低了三嗪膨胀阻燃剂及膨胀阻燃PP材料的成本,从而提高了产品的市场竞争力。     

EG与IFR复合阻燃EVA的动态燃烧性能和协同效应

将可膨胀石墨(EG)与P-N膨胀阻燃剂(IFR)复合阻燃EVA树脂,通过氧指数(OI)、垂直燃烧测试(UL94)、锥形量热仪(CONE)研究了EG与IFR复合阻燃EVA的协同效应。结果表明:阻燃剂总添加量为30 phr,随着其中EG含量的增加,OI呈先增加后下降趋势,确定EG:IFR=1:1为最佳配比,OI达到36.6%,UL94为V-0级;EG与IFR复合阻燃EVA,热释放速率曲线呈现"前单峰型",为凝聚相阻燃机理;燃烧后形成的炭层结构较致密,表现出一定的协同作用。     

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。