阻燃高抗冲聚苯乙烯的增韧研究

分别以SBS和EPDM为增韧剂,研究了它们对阻燃HIPS物理机械性能和阻燃性能的影响。结果表明,以SBS为增韧剂所得复合材料的综合性能优于以EPDM为增韧剂所得复合材料的综合性能;复合材料的冲击强度随SBS用量的增大而增大,当SBS用量为12%时,其冲击强度达到9kJ/m2左右,较未经增韧改性复合材料的冲击强度增加了7kJ/m2左右,并且SBS的加入不会对复合材料的阻燃性能产生不利影响。     

无卤阻燃高抗冲聚苯乙烯的阻燃性能研究

采用熔融共混法制备高抗冲聚苯乙烯(HIPS)/磷酸锆(OZrP)阻燃材料。利用热重分析(TGA)研究其热稳定性和成炭量。利用微燃烧量热分析(MCC)和锥形量热仪测试(CCT)测试其阻燃性能。结果表明:磷酸盐的加入,使得阻燃体系的成炭量有所增加,并且HIPS的热释放速率(HRR)和热释放容量(HRC)均有降低,相比纯HIPS,添加磷酸盐的HIPS材料热释放速度(HRR)上升较慢,这一结论与MCC、TGA的结果一致。可以看出,层状磷酸锆的加入,可显著改善HIPS基体的阻燃性能,降低其火灾危险性。     

Mg(OH)2-Al(OH)3-微胶囊红磷/高抗冲聚苯乙烯无卤阻燃复合材料

以氢氧化镁(MH)、氢氧化铝(ATH)和微胶囊红磷(MRP)为无卤阻燃剂,高抗冲聚苯乙烯(HIPS)树脂为聚合物基体,通过熔融共混法制备了一系列不同组成的MH-ATH-MRP/HIPS复合材料.采用水平燃烧、垂直燃烧、氧指数、锥形量热分析、高温热分解实验等方法研究了复合材料的阻燃性能.结果表明,阻燃剂用量相同时,在HIPS基体中同时引入MH和ATH得到的复合材料比单独加入MH或ATH得到的复合材料具有更好的阻燃性能.当MH-ATH/HIPS的质量比为70∶30∶100时,复合材料的水平燃烧级别达到FH-1级,氧指数为25.2％,但垂直燃烧无级别.在上述体系中加入极少量的MRP(占复合材料的质量分数为2.9％)就可使复合材料的火灾性能指数(FPI)提高85％,燃烧过程中热量释放和质量损失更慢、成炭能力明显增强,垂直燃烧级别达到FV-0级.当MH-ATH-MRP/HIPS的质量比为21∶9∶12∶100时,复合材料的各项阻燃性能达到最佳,可以大幅度减少阻燃剂的用量.MH、ATH和MRP对HIPS具有非常显著的协同阻燃作用.同时加入MH和ATH时不仅可以在更宽的温度范围内抑制HIPS的升温和分解,而且能够在更宽的温度范围内相继释放出水蒸气稀释氧气和可燃气体的浓度,从而起到协同阻燃作用.加入MRP后复合材料的成炭能力大大增强,进一步改善了凝聚相阻燃的效果,因此阻燃性能显著提高.     

Mg(OH)2-Al(OH)3-微胶囊红磷/高抗冲聚苯乙烯无卤阻燃复合材料

以氢氧化镁(MH)、氢氧化铝(ATH) 和微胶囊红磷(MRP) 为无卤阻燃剂, 高抗冲聚苯乙烯(HIPS) 树脂为聚合物基体, 通过熔融共混法制备了一系列不同组成的MH-ATH-MRP/HIPS复合材料。采用水平燃烧、垂直燃烧、氧指数、锥形量热分析、高温热分解实验等方法研究了复合材料的阻燃性能。结果表明, 阻燃剂用量相同时, 在HIPS基体中同时引入MH和ATH得到的复合材料比单独加入MH或ATH得到的复合材料具有更好的阻燃性能。当MH-ATH/HIPS的质量比为70:30:100时, 复合材料的水平燃烧级别达到FH-1级, 氧指数为25.2%, 但垂直燃烧无级别。在上述体系中加入极少量的MRP(占复合材料的质量分数为2.9%)就可使复合材料的火灾性能指数(FPI) 提高85%, 燃烧过程中热量释放和质量损失更慢、成炭能力明显增强, 垂直燃烧级别达到FV-0级。当MH-ATH-MRP/HIPS的质量比为21:9:12:100时, 复合材料的各项阻燃性能达到最佳, 可以大幅度减少阻燃剂的用量。MH、ATH和MRP对HIPS具有非常显著的协同阻燃作用。同时加入MH和ATH时不仅可以在更宽的温度范围内抑制HIPS的升温和分解, 而且能够在更宽的温度范围内相继释放出水蒸气稀释氧气和可燃气体的浓度, 从而起到协同阻燃作用。加入MRP后复合材料的成炭能力大大增强, 进一步改善了凝聚相阻燃的效果, 因此阻燃性能显著提高。     

高抗冲聚苯乙烯的断裂韧性

综述了高抗冲聚苯乙烯断裂韧性方面工作的进展。评述了高聚物的脆性断裂－韧性断裂转变、分散相粒子大小及其分布、基材与分散相间的界面粘结等因素对高抗冲聚苯乙烯冲击韧性的影响。     

微胶囊红磷和聚苯醚对高抗冲聚苯乙烯的协同阻燃作用

利用微胶囊红磷(MRP)和聚苯醚(PPO)来提高高抗冲聚苯乙烯(HIPS)的阻燃性能,通过熔融共混法制备了一系列不同组成的MRP-PPO/HIPS复合材料.采用水平燃烧、垂直燃烧、氧指数、锥形量热分析、高温热分解实验等方法研究了复合材料的阻燃性能.研究表明,阻燃剂用量相同时,在HIPS基体中同时加入MRP和PPO得到的复合材料比单独加入MRP或PPO得到的复合材料具有更好的阻燃性能.当MRP-PPO/HIPS的质量比为10∶20∶70时,复合材料的氧指数为23.9％,水平燃烧级别达到FH-1级,垂直燃烧级别达到FV-0级,阻燃性能达到最佳.MRP用量过多时,复合材料的阻燃性能下降.研究认为,PPO和MRP对HIPS具有较强的协同阻燃作用.两者以适当比例并用时能够使复合材料在燃烧时的热释放速率和燃烧热大幅度减小,降低了气相燃烧区的温度,起到气相阻燃作用.同时,复合材料在热分解和燃烧时能够生成连续和致密的炭层,抑制了燃烧过程中的热量传递和物质交换,起到凝聚相阻燃作用.因此,复合材料的阻燃性能显著改善.     

微胶囊红磷和聚苯醚对高抗冲聚苯乙烯的协同阻燃作用

利用微胶囊红磷(MRP)和聚苯醚(PPO)来提高高抗冲聚苯乙烯(HIPS)的阻燃性能, 通过熔融共混法制备了一系列不同组成的MRP-PPO/HIPS复合材料。采用水平燃烧、垂直燃烧、氧指数、锥形量热分析、高温热分解实验等方法研究了复合材料的阻燃性能。研究表明, 阻燃剂用量相同时, 在HIPS基体中同时加入MRP和PPO得到的复合材料比单独加入MRP或PPO得到的复合材料具有更好的阻燃性能。当MRP-PPO/HIPS的质量比为10:20:70时, 复合材料的氧指数为23.9%, 水平燃烧级别达到FH-1级, 垂直燃烧级别达到FV-0级, 阻燃性能达到最佳。MRP用量过多时, 复合材料的阻燃性能下降。研究认为, PPO和MRP对HIPS具有较强的协同阻燃作用。两者以适当比例并用时能够使复合材料在燃烧时的热释放速率和燃烧热大幅度减小, 降低了气相燃烧区的温度, 起到气相阻燃作用。同时, 复合材料在热分解和燃烧时能够生成连续和致密的炭层, 抑制了燃烧过程中的热量传递和物质交换, 起到凝聚相阻燃作用。因此, 复合材料的阻燃性能显著改善。     

间规聚苯乙烯/高抗冲聚苯乙烯共混物的结晶行为

用双螺杆挤出机制备了间规聚苯乙烯/高抗冲聚苯乙烯(sPS/HIPS)共混物,用差示扫描量热仪和X射线衍射仪研究了HIPS对sPS熔体结晶和冷结晶行为、晶型的影响。结果表明,熔融温度为290℃时,少量HIPS提高sPS熔体结晶温度,但HIPS含量增加降低sPS熔体结晶温度。熔融温度高于300℃时,sPS熔体结晶温度随HIPS含量的增加而降低。熔融温度从290℃提高到300℃,sPS结晶温度降低,结晶热明显增加。sPS冷结晶峰温随HIPS含量增加和扫描速率加快而提高,HIPS对sPS的结晶主要起阻碍作用。退火处理使得sPS和sPS/HIPS生成α和β晶,且随着HIPS含量的增加,α晶含量增大。     

锥形量热仪对阻燃高抗冲聚苯乙烯燃烧性能的研究

利用锥形量热仪(CONE)研究了阻燃高抗冲聚苯乙烯(HIPS)的燃烧性能，获得了最大热释放速率、总热释放、有效燃烧热、最大烟产生速率、总烟释放量及质量损失速度等参数。含十溴二苯乙烷的试样热释放速率、总热释放和有效燃烧热明显降低，阻燃效果明显。相对于使用十溴二苯醚阻燃的同类产品，十溴二苯乙烷的使用不会产生多溴代二恶英问题，产品符合一定的环保要求。     

高抗冲聚苯乙烯对改性国产聚苯醚性能的影响

研究了不同高抗冲聚苯乙烯(HIPS)对聚苯醚/高抗冲聚苯乙烯(PPO/HIPS)合金力学性能和流动性能的影响,并探讨了两种聚苯醚原粉对合金性能的影响;采用阿基米德螺旋线流动长度表征合金注塑成型的流动性能,观察了合金冲击断面的微观形貌,分析了其韧性差异的原因。结果发现:HIPS-HI425制备的合金流动性能最好,HIPS-470制备的合金综合性能最佳;PPO-40原粉制备的合金流动性能较好,PPO-45原粉制备的合金韧性较好。     

MgO-微胶囊红磷/高抗冲聚苯乙烯复合材料的阻燃性能

通过熔融混合方法把MgO和（或）微胶囊红磷（MRP）加入高抗冲聚苯乙烯（HIPS）基体中制备了一系列不同组成的MgO-MRP/HIPS复合材料。采用极限氧指数（LOI）、垂直燃烧（UL-94）、锥形量热分析、TGA、SEM、XRD、FTIR等方法研究了复合材料的阻燃性能。结果表明,MgO和MRP单独使用时对HIPS的阻燃作用较小,但是当二者以适当比例共同使用时对HIPS有明显的协同阻燃作用。当MgO∶MRP∶HIPS的质量比为35∶15∶100时,复合材料的LOI为24.7%,UL-94级别达到V-0级,热释放速率和总热释放量显著降低,表现出良好的阻燃性能。MgO-MRP/HIPS复合材料在无氧条件下热分解时,MgO、MRP与HIPS之间无相互作用。但是,在空气中热分解或燃烧时,MgO和MRP均能够促进HIPS成炭。MgO-MRP/HIPS复合材料燃烧时能够在材料表面生成连续致密的炭层,起到防火屏障作用,提高材料的阻燃性能,燃烧残余物主要由结晶性MgO和含磷的无定形碳组成。此外,MgO-MRP/HIPS复合材料燃烧时MRP在气相也起到了一定的阻燃作用。     

高抗冲聚苯乙烯的应变率敏感性及粘塑性本构关系

对高抗冲聚苯乙烯（HIPS）在应变跨越10^-4-10^1量级的范围内的拉伸力学性能作了实验研究，实验结果显示HPIS是一种应变率敏感的材料，其拉伸力学性能对应率敏感程度可分为高中低三个区域，在此基础上讨论了这类材料的粘塑性本构关系。     

无卤阻燃聚烯烃复合材料热稳定性的研究

研究了树脂基体、填料含量和偶联剂对无卤阻燃聚烯烃复合材料体系热稳定性的影响。为了研究聚烯烃类复合材料的老化机理,用扫描电镜（ＳＥＭ）对老化试样断面进行了分析,在此基础上揭示了提高无卤阻燃聚烯烃材料热稳定性的有效途径。     

高抗冲聚苯乙烯多处银纹化RVE模拟

通过在代表性体积胞元(RVE)中嵌入内聚力面,建立了基于连续损伤力学的高抗冲聚苯乙烯多处银纹化细观机理模型。采用Quads准则作为内聚力面失效判据,引入材料刚度退化模型,利用非线性有限元方法研究了在单向拉伸载荷下高抗冲聚苯乙烯中银纹的萌生、生长和断裂过程及其规律。数值分析结果与实验中观察到的现象吻合较好,表明了本模型描述的内聚力面模拟银纹化过程的合理性。     

无卤阻燃原理及无卤阻燃技术的发展方向

本文阐述了金属水合物、红磷及膨胀型阻燃剂的阻燃机理，综述了无卤阻燃技术的发展方向。     

高抗冲聚苯乙烯银纹化渐进损伤三维模拟

针对高抗冲聚苯乙烯,本文建立了细观单胞结构三维模型,引入周期性边界条件,采用非线性有限元法,研究了在单向拉伸载荷下银纹化损伤过程。采用最大主应力准则作为银纹化损伤判据,通过受损单元积分点刚度矩阵的折减实现材料力学性能的退化,运用材料的应力-应变曲线预测了其力学性能。数值结果与相关文献模拟结果吻合,表明本文损伤预测三维模型的合理有效性。     

环保型无卤阻燃聚丙烯的研制

目前一些发达国家已开始禁止使用含各种卤素阻燃剂的塑料制品。随着我国环保标准的提高，减少使用或不使用卤素阻燃剂必将成为塑料行业的趋势，因此研制无卤、低烟的环堡型阻燃聚丙烯（PP）有着十分重要的现实意义。江苏技术师范学院应用材料研究所周健采用几种不同类型的无卤阻燃剂研制环保型阻燃聚丙烯（PP）。结果表明，Mg（OH）2复合阻燃体系和氮磷复合阻燃体系对PP均有良好的阻燃效果；研制的Mg（OH）2复合阻燃PP具有良好的阻燃性能和力学性能，并具有实际应用价值。     

无卤阻燃PA最新研究进展

综述了无卤阻燃PA的最新研究进展，包括三聚氰胺衍生物(主要是其氰尿酸盐MC及聚磷酸盐MPP)和反应型磷化合物阻燃的PA，以及阻燃PA／无机物纳米复合物．讨论了上述几类阻燃PA的现状及阻燃机理，预测了新世纪前10年阻燃PA的发展趋势，并提出了今后宜加强的阻燃PA的研究领域．     

间规聚苯乙烯/高抗冲聚苯乙烯(sPS/HIPS)共混物非等温结晶的晶型与熔融行为

本文采用熔融挤出共混法制备了间规聚苯乙烯/高抗冲聚苯乙烯（sPS/HIPS）共混物,并用差示扫描量热仪和X射线衍射仪研究了sPS及其共混物在不同的熔融温度和降温速率下的非等温结晶的晶型与熔融行为.研究结果表明,熔融温度的提高使sPS及其共混物的结晶温度降低,并有利于β晶的形成.sPS的晶型取决于sPS降温结晶的温度.HIPS的加入使sPS降温结晶的温度提高时,有利于形成α晶;反之有利于形成β晶.降温速率提高有利于形成α晶.     

聚苯醚无卤阻燃电线电缆专用料的性能

采用双酚A双(二苯基)磷酸酯(BDP)/三聚氰胺尿酸盐(MCA)/3.5水硼酸锌(ZnB)复合阻燃剂制备了无卤阻燃的聚苯醚电线电缆专用料,对材料的阻燃性能、热稳定性、残炭结构及力学性能进行了研究,并对阻燃机理进行了讨论。实验结果表明,复合阻燃剂的加入改变了燃烧后残炭的结构,提高了材料的阻燃性能,材料的极限氧指数(LOI)从未加阻燃剂的24.5提高到29.4,水平燃烧级别从FH-3-37mm/min提高到FH-1,但材料的力学性能出现不同程度的降低。