阻燃剂三(二苯基磷酸)异氰脲酸酯的合成及其在聚氨酯中的应用

以三(2-羟乙基)异氰脲酸酯和氯代磷酸二苯酯为原料,以4-二甲氨基吡啶为催化剂,以三乙胺为缚酸剂,合成了新型磷-氮阻燃剂三(二苯基磷酸)异氰脲酸酯(P-THEIC),产物经红外谱图、核磁氢谱和热重分析等手段进行了表征。考察了溶剂类型、原料配比、反应温度、反应时间等因素对反应收率的影响。结果表明,在最佳的反应条件下,反应收率高达94%。将P-THEIC应用在聚氨酯泡沫塑料中,相比于其他阻燃剂(聚磷酸铵和双酚A双磷酸二苯酯),P-THEIC阻燃聚氨酯泡沫表现出了良好的阻燃性能和压缩性能。     

邻接交联型聚氨酯弹性体的制备与性能

以聚四氢呋喃醚二醇(PTMG)、端羟基聚丁二烯-丙烯腈(HTBN)和交联剂N,N-间苯撑双马来酰亚胺(HVA-2)作为共混软段,甲苯二异氰酸酯(TDI)为硬段,3,5-二甲硫基甲苯二胺(DMTDA)为扩链剂制备出邻接交联型聚氨酯脲(PUU),研究了硬段含量、交联密度和温度对其力学性能的影响,深入探讨了交联密度对材料热稳定性和低温热性能的影响。采用平衡溶胀法、高低温力学测试、热失重分析法(TGA)、差示扫描量热分析法(DSC)等测试手段对材料的交联密度、力学性能以及热性能进行分析表征。结果表明,当硬段质量分数为39%时,制备的线型PUU力学性能最好;HVA-2的加入增加了PUU的交联密度,提高了材料的热性能和力学性能。当交联密度为0.947×10-3 mol/cm3时,交联型PUU比线型PUU的拉伸强度提高了17.3%,最大分解温度提高了20.1℃,玻璃化转变温度(Tg)增加了5℃。     

含THEIC聚酯多元醇的合成及在慢回弹泡沫中的应用

以含氮原料三(2-羟乙基)异氰脲酸酯(THEIC)、二元醇与二元酸缩聚，合成了含异氰脲酸酯环聚酯多元醇(PE-T)。将PE-T与高环氧乙烷(EO)含量聚醚多元醇、接枝聚醚(POP)、磷系阻燃剂、硅油、水及催化剂等助剂的混合物作为多元醇组分，与MDI基异氰酸酯按异氰酸酯指数为0.7混合，制备慢回弹聚氨酯泡沫。红外分析表明，PE-T中含有三嗪环、羟基和酯基，GPC分析得出PE-T的数均官能度约为3.2。讨论了PE-T用量对慢回弹泡沫的阻燃性、耐热性、回复能力和力学性能的影响。结果表明，随着多元醇组分中PE-T含量提高，慢回弹泡沫的阻燃性能明显提高，热降解残炭量上升，热降解速率下降。随着PE-T含量提高，慢回弹泡沫的回复时间增加，力学强度提高，伸长率下降。     

TDI三聚体的合成及其聚氨酯(脲)弹性体的制备

以2,4-甲苯二异氰酸酯(TDI)为原料合成了TDI三聚体,用傅立叶变换红外光谱仪(FTIR)进行了反应跟踪,确定了合成反应的条件;用TDI三聚体替代TDI合成了聚丁二烯-丙烯腈共聚二醇/聚四氢呋喃二醇(HTBN/PTHF)聚氨酯/脲(PUU)弹性体,对弹性体的力学性能和耐热性能进行了测定.结果表明,随着三聚反应的进行,在1706 cm-1 处异氰脲酸酯环的特征峰吸收强度增强,表明三聚化程度提高;三聚反应的最佳温度为50℃.用TDI三聚体替代TDI合成的PUU弹性体在300～420℃范围内的热稳定性要比TDI基PUU的好,但其拉伸强度、伸长率和永久变形有不同程度的下降.     

内交联水性聚氨酯脲的制备及性能表征

以二羟甲基丙酸(DMPA)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、乙二胺作为硬段,聚醚多元醇(GE220)为软段,以蓖麻油(CA)和三羟甲基丙烷(TMP)多元醇为内交联剂,制备了两个系列的交联型水性聚氨酯脲(PUU)分散液,测定了PUU水分散液及其膜的物理性能和力学性能.结果表明,与未交联的PUU水分散液相比,交联型PUU表现出较好的疏水性能,吸水率从52.4%下降到12.0%,力学性能也有较大程度的提高.随交联剂用量的增加,尽管水分散液的粒径略有增加,但成膜后的耐水性增强,力学性能提高.     

六苯氧基环三磷腈对PA6阻燃性能的影响

将六苯氧基环三磷腈(HPCP)作为阻燃剂,添加到聚酰胺6(PA6)中,并对其力学性能、热性能、阻燃性能进行表征分析。结果表明:HPCP对PA6有良好的阻燃效果,随着HPCP添加量的增加,极限氧指数(LOI)呈上升趋势,添加量为20%时,从纯PA6的26%提升到31%,垂直燃烧测试(UL 94)也达到V-0级,并有效地抑制了PA6的滴落。相比于纯PA6,峰值热释放速率值(PHRR)明显降低。热失重(TG)和残余物的扫描电镜(SEM)分析结果表明,HPCP促使PA6成炭,抑制其燃烧,达到阻燃效果。     

聚四氢呋喃醚二醇/蓖麻油基聚氨酯脲弹性体的制备与性能

以可再生的蓖麻油、聚四氢呋喃醚二醇(PTMG-1000)、甲苯二异氰酸酯(TDI)为原料,采用预聚体法合成了一系列的聚氨酯脲弹性体(PUU)。使用电子拉力机测定了材料的力学性能,并采用示差扫描量热仪(DSC)和热重分析仪(TG)对材料进行了热分析。结果表明,随着PTMG-1000质量分数的增加,材料的拉伸和撕裂强度先增加后降低,断裂伸长率不断增加,硬度有所下降。PTMG-1000/蓖麻油软段共混型PUU的耐热性能明显优于单纯蓖麻油基PUU。     

HTBN/蓖麻油基聚氨酯脲材料的制备与性能

以可再生的蓖麻油、端羟基聚丁二烯-丙烯腈(HTBN)、甲苯二异氰酸酯(TDI)为原料,采用预聚体法合成了一系列的聚氨酯脲材料(PUU),对其力学性能进行了测定,并采用DSC和TG对材料进行了热分析。结果表明,随着HTBN用量的增加,材料的拉伸、撕裂强度表现出先增加后降低的趋势,断裂伸长率先降低后增加,硬度表现出一定的下降。HTBN/蓖麻油基软段共混型PUU的耐热性能明显优于纯蓖麻油型PUU。     

甲基三硼硅烷对PET热性能和阻燃性能的影响

以硼酸和甲基三甲氧基硅烷为原料合成一种硼硅化合物甲基三硼硅烷,通过傅立叶变换红外光谱和热重(TG)分析确定其化学结构和热性能。TG分析数据表明,新型阻燃剂甲基三硼硅烷在氮气气氛和空气气氛中都有很好的热稳定性。将其以熔融共混的方法应用于聚对苯二甲酸乙二酯(PET)的阻燃研究,通过TG分析阻燃PET的热性能,实验表明,阻燃剂甲基三硼硅烷的加入可使PET的失重过程向高温推移,提高质量保持率。采用极限氧指数(LOI)和垂直燃烧测试(UL94)判定阻燃剂对PET的阻燃效果。当阻燃剂的质量分数仅为3%时,阻燃PET的LOI能达34.3%,UL94等级可达V–0级,自熄能力较好。     

TMPTMA和TAIC对PP发泡材料性能的影响

在过氧化二异丙苯引发下,分别以三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(TMPTMA)和三烯丙基异氰脲酸酯(TAIC)作助交联剂,考察其对发泡聚丙烯(EPP)材料力学性能的影响。结果表明:TAIC与TMPTMA均可有效提高PP的交联度;与TMPTMA相比,TAIC助交联的EPP不仅凝胶率提高了18.67%,还具有更优的硬度、拉伸强度、撕裂强度和压缩永久变形等力学性能。     

亚磷酸三苯酯/蒙脱土协效阻燃聚乳酸

通过溶液浇铸法制备聚乳酸/蒙脱土/亚磷酸三苯酯(PLA/MMT/TPPi)复合膜.对其阻燃性能进行研究.结果表明:蒙脱土与亚磷酸三苯酯的协同阻燃效果明显,总添加量为1.5%时极限氧指数达到33.2%.力学测试、熟分析、缓冲溶液降解等分析结果表明:蒙脱土与亚磷酸三苯酯的加入对材料的力学性能、热性能和降解性能的影响较小.     

不同无卤阻燃剂对PPO/HIPS合金性能影响研究

制备了不同质量比的聚苯醚/高抗冲聚苯乙烯(PPO/HIPS)合金材料,PPO/HIPS质量比为60∶40时合金的综合性能最佳。研究了不同无卤阻燃剂三苯基氧化膦(PX220)、PX220/三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)及红磷阻燃剂(RPM650)对PPO/HIPS合金材料阻燃性能、力学性能及热性能的影响。结果表明:在添加相同质量阻燃剂的情况下,PX220/MPP复配阻燃剂可使PPO/HIPS合金材料具有较高的负荷变形温度和熔体质量流动速率,以及优异的阻燃性能和力学性能;无卤阻燃剂的加入使PPO/HIPS合金的初始分解温度降低,最大热失重速率峰值向低温区移动。     

氧化石墨-酚醛树脂包覆阻燃可发性聚苯乙烯

将石墨进行氧化处理得到氧化石墨(GO),采用GO与酚醛树脂(PF)进行原位插层聚合,得到体系均一稳定含氧化石墨的酚醛树脂(GP)。将GP作为阻燃型包覆剂包覆在预发泡的可发性聚苯乙烯(EPS)表面,得到阻燃性EPS保温板,并对材料的阻燃性能、保温性能及力学性能等进行测试。结果表明,GP能明显提高EPS的阻燃性能,但在GP或GO用量较多时,材料的保温性能和力学性能均有所下降。     

Thermal stability,flame retardance,and mechanical properties of polyamide 66 modified by a nitrogen–phosphorous reacting flame retardant

Flame‐retardant polyamide 66 (PA66) was prepared by the polymerization between PA66 prepolymer and N‐benzoic acid (ethyl‐N‐benzoic acid formamide) phosphamide (NENP). Compared with the pure PA66, the flame‐retardant PA66 exhibited better thermal stability, as indicated by thermogravimetric analysis results. The limiting oxygen index was 28% and the UL‐94 test results of the flame‐retardant PA66 indicated a V‐0 rating when the content of the NENP prepolymer was 5 wt %. The flammability and flame‐retardant mechanism of PA66 were also studied with cone calorimetry and scanning electron microscopy/energy‐dispersive X‐ray spectroscopy, respectively. The mechanical properties results show that the flame‐retardant PA66 resin had favorable mechanical properties. © 2016 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2016 , 133, 43538.     

Simultaneously Improving the Thermal,Flame‐Retardant and Mechanical Properties of Epoxy Resins Modified by a Novel Multi‐Element Synergistic Flame Retardant

To obtain epoxy resins with satisfactory thermal, flame retardant, and mechanical properties, a novel multi‐element synergistic flame retardant (PPVSZ) is synthesized through the reaction between P? H of 9,10‐dihydro‐9‐oxa‐10‐phosphaphenanthrene‐10‐oxide (DOPO) and C?C of polysilazane (PVSZ) and utilized as a multi‐element synergistic flame retardant for epoxy resins. The flame retardant mechanism is explored by XPS and SEM, confirming that the excellent flame‐retardance efficiency owes itself to an optimal flame retardant way which jointly exerts the flame‐retardant effects in the gaseous and condensed phase. The thermal properties deduced from DSC, TGA, and DMA, indicate the glass transition temperature, maximum weight loss rate, and char yields at 700 °C for EP‐2 increase by about 5.0 °C, 8.4 °C and 8.8%, respectively. Furthermore, mechanical properties such as impact strength, tensile strength, and flexural strength are also increased by 45.38%, 14.16%, and 17.43%, respectively, which show that the incorporation of PPVSZ does not deteriorate the mechanical properties of modified resin. All the results demonstrate that epoxy resins modified by PPVSZ not only have good effect on the flame retardance, but also have good improvement on thermal and mechanical properties, indicating the potential for applications in many fields requiring fire safety.     

Effect of expandable graphite on the properties of intumescent flame‐retardant polyurethane foam

Water‐blown rigid polyurethane foam (PUF) with two different particle sizes (180 and 300 μm) of expandable graphite (EG) as a flame‐retardant additive were prepared, and the effects on the mechanical, morphological, water absorption, thermal conductivity, thermal, and flame‐retardant properties were studied. In this investigation, EG content was varied from 5 to 50 php by weight. The mechanical properties of PUF decreased with increasing EG loading in both cases. The water absorption of the PUF increased with an increase in the EG loading mainly because of the collapse of foam cells, as evidenced from the scanning electron microscopy pictures. The thermal conductivity of the EG‐filled PUF showed that the insulation properties decreased with EG loading. The flame‐retardant properties (limiting oxygen index and char yield measurement) of the PUF improved with increasing EG loading. PUF filled with the higher particle size EG showed better mechanical properties and fire‐retardant properties than the PUF filled with the lower particle size EG. © 2008 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci, 2008     

不同聚合度成炭剂在膨胀阻燃聚丙烯中的应用研究

以三聚氯氰、乙胺、乙醇胺和乙二胺为原料,通过控制物料比合成了4种不同聚合度的成炭-发泡剂(CFA)。将合成的CFA与聚磷酸铵(APP)及纳米二氧化硅复配成膨胀阻燃剂并添加到聚丙烯(PP)中,制备阻燃PP材料。通过热重分析、氧指数、垂直燃烧和力学性能测试研究了材料的热稳定性、阻燃性能和力学性能。结果表明:随着CFA聚合度的增加,膨胀阻燃体系对PP材料的阻燃效率相应提高;阻燃剂的加入提高了PP材料的热稳定性,CFA聚合度的变化对阻燃PP材料的力学性能影响不大。当CFA的聚合度为40时,阻燃PP材料的阻燃性能和热稳定性能均达到最佳。     

EG阻燃热固性聚苯乙烯泡沫保温板的性能

以可发性聚苯乙烯(EPS)为基材,利用酚醛树脂(PF)作为包覆剂,可膨胀石墨(EG)作为阻燃剂,利用包覆法,制备了一种无卤环保、阻燃性能好、力学性能优良的热固性PS外墙泡沫保温板。研究了PF与EG对EPS保温板阻燃及力学性能的影响,探究了阻燃机理。结果表明,使用PF作为包覆剂制得的EPS/PF泡沫保温板力学性能尤其是压缩强度明显提高,当PF用量为90份时,LOI值可由18%提升至27.9%;阻燃剂EG的加入,使得保温板的阻燃性能及压缩性能进一步提高,当添加4份的EG时,保温板的压缩强度最高,LOI值达到了29.4%,垂直燃烧等级达到V–0级,残炭率由纯EPS的10%提高到50%。     

磷–氮系膨胀型阻燃剂改性玻纤增强聚丙烯

采用双螺杆挤出机共混的方法制备了磷–氮系膨胀型阻燃剂与玻璃纤维改性聚丙烯(PP)的共混物,通过垂直燃烧、扫描电子显微镜表征、力学性能测试、氧化诱导期和热重分析等研究了改性体系的阻燃性能、力学性能和热稳定性等。结果表明,磷–氮系膨胀型阻燃剂SS–111提高了玻纤增强PP的阻燃性能,当阻燃剂添加量超过30%后,垂直燃烧等级达到UL94 V–0级;由于玻纤的增强作用,复合体系随阻燃剂SS–111添加量的增大,除弯曲弹性模量较未添加时有600~700 MPa的提高外,其他力学性能变化不大;阻燃剂还使复合体系的氧化诱导期延长,高温氮气条件下,阻燃剂提前分解形成阻隔层减缓了PP的热分解,体系热稳定性提高。     

硅氮系阻燃黏胶纤维的结构与性能研究

分析了硅氮系阻燃黏胶纤维的结构与性能,探讨其阻燃机制。通过扫描电子显微镜、X射线衍射、力学性能以及极限氧指数等测试,分析了硅氮系阻燃剂含量对纤维阻燃性能、热性能和力学性能等的影响。结果表明:当阻燃剂质量分数为20%时,纤维的干态断裂强度为2.1 cN/dtex,极限氧指数为28%,在满足纺织服用需求的同时,达到国家阻燃标准,兼具安全环保与良好的阻燃性能。