六苯氧基环三磷腈对聚碳酸酯的阻燃作用

通过极限氧指数测定(LOI)、垂直燃烧和锥型量热分析研究了六苯氧基环三磷腈(HPTCP)对聚碳酸酯(PC)的阻燃性影响。结果表明:HPTCP对PC具有良好的阻燃效果,当添加质量分数为10%时,阻燃PC的LOI就高达30.7%,阻燃等级达FV-0,与未阻燃PC相比,其最高热释放速率明显降低,质量损失变慢,点燃时间和完全燃烧所需时间延长。热失重和残余物分析结果表明,HPTCP主要是通过凝聚相机理产生阻燃作用,HPTCP热解形成的磷酸类化合物促进了PC成炭,形成的膨胀性炭层通过隔热、隔氧及阻止PC分解产物的挥发而产生阻燃作用。     

六苯氧基环三磷腈/全氟丁基磺酸钾协同阻燃PC

通过极限氧指数测定、垂直燃烧实验和锥型量热仪研究了六苯氧基环三磷腈(HPTCP)/全氟丁基磺酸钾(PPFBS)对聚碳酸酯(PC)的协同阻燃作用。结果表明,与单独使用HPTCP或PPFBS相比,添加含极少量(0.05%)PPFBS的复合阻燃剂(HPTCP/PPFBS),可使PC的阻燃级别显著提高,燃烧变慢,总热释放量、平均有效燃烧热明显降低,点燃时间明显增加,即复合极少量的PPFBS能明显提高HPTCP对PC的阻燃作用;单独使用HPTCP或PPFBS可显著改善PC的热稳定性,而使用HPTCP/PPFBS复合阻燃剂对PC热稳定性的影响较小。HPTCP是通过气相和凝聚相同时产生阻燃作用的,它能促进PC成炭,形成膨胀性炭层,并通过隔热、隔氧及阻止分解产物挥发而产生阻燃作用,复合极少量的PPFBS能显著增加阻燃PC的成炭量,因而改善了HPTCP的阻燃作用。     

六苯氧基环三磷腈与四溴双酚A对聚丙烯的协同阻燃作用

通过极限氧指数测定(LOI)、垂直燃烧实验和锥型量热仪分析研究了六苯氧基环三磷腈(HPTCP)与四溴双酚A(TBA)对聚丙烯(PP)的协同阻燃作用。结果表明,在阻燃剂添加量为12.5%时,TBA阻燃PP和HPTCP阻燃PP的LOI分别为25.0%和20.8%,垂直燃烧均无阻燃等级,而二者以质量比1∶1复合阻燃PP的LOI为28.2%,阻燃等级达到FV-2级,且后者的点燃时间较前两者长,热释放速率、质量损失率和累计热释放量均比前两者小,这说明两者之间具有很好的协同作用。热重分析和残炭分析结果表明,TBA/HPTCP是通过气相和凝聚相协同阻燃的,即TBA/HPTCP一方面协同加速PP的炭化,减少可燃挥发物的产生,另一方面TBA分解释放出的HBr捕获燃烧产生的自由基而抑制气相燃烧。     

磷酸酯与纳米蒙脱土协同阻燃PC/ABS合金的研究

研究了多芳基磷酸酯PX220与纳米蒙脱土复配阻燃剂对聚碳酸酯(PC)/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)合金的阻燃性能、热失重行为、力学性能及热变形温度的影响;并采用锥形量热仪对合金材料的燃烧性能进行测定。结果表明:PX220添加量为10份,纳米蒙脱土添加量2份时,PC/ABS合金的极限氧指数达到29%,燃烧性能达到UL 94V-0级。锥形量热仪分析结果表明:复配阻燃PC/ABS合金的热释放速率峰值、平均热释放速率、总释放热、平均有效燃烧热和平均质量损失速率都大幅下降,说明PX220与纳米蒙脱土具有非常好的协同阻燃作用。     

苯氧基磷腈的组成对其阻燃PC/ABS的影响

通过极限氧指数测定、垂直燃烧实验和锥形量热分析研究了苯氧基磷腈的组成对其阻燃PC/ABS的影响,并通过锥形量热实验的残炭分析研究了其作用机理。结果表明,苯氧基磷腈的组成对其阻燃PC/ABS有较大影响。随苯氧基磷腈中六苯氧基环三磷腈(HPTCP)含量的降低,其阻燃作用明显降低。残炭分析结果表明,苯氧基磷腈在燃烧过程中分解成磷酸、聚磷酸和偏磷酸等磷酸化合物,这些物质可有效地促进PC/ABS成炭,并形成膨胀性炭层,因而产生阻燃作用。苯氧基磷腈中x(HPTCP)降低,燃烧时形成的磷酸化合物较少,因而降低了其成炭和阻燃作用。     

磷酸酯类阻燃剂在PC／ABS合金中的应用

文章研究了磷酸酯类阻燃剂RDP、BDP以及它们与TPP的协同作用对PC／ABS合金的阻燃性能、热失重行为以及力学性能的影响。结果表明,PC／ABS合金的LOI随着阻燃和的增加而增加,当阻燃剂RDP和BDP添加量均为15％时,LOI达到最大值,分别为363％和35．3％,且均达FV-0级。通过热重分析表明,阻燃PC／ABS比纯PC／ABS合金的分解速率小得多。研究还表明,阻燃剂的协同作用使PC／ABS合金的阻燃性能优于添加单一阻燃剂的PC／ABS合金的阻燃性能。     

滑石粉和间苯二酚双(二苯基磷酸酯)协效阻燃PC/ABS合金的研究

用γ-氨丙基三乙氧基硅烷表面处理的滑石粉(Talc)与间苯二酚双(二苯基磷酸酯)(RDP)复合阻燃质量比为7∶3的聚碳酸酯(PC)/(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯)共聚物(ABS)合金,探讨了两者用量对PC/ABS阻燃性能和耐热性能的影响。研究表明,Talc与RDP有一定的协同阻燃作用,添加13.0 wt%Talc和7.0 wt%RDP后,PC/ABS可通过UL-94 V-0级,极限氧指数(LOI)为31.8%,热变形温度比同样阻燃等级、单独添加16.0wt%RDP的PC/ABS(PC/ABS/R-16)高10℃以上。相比于单独用RDP阻燃,滑石粉与RDP复合后的PC/ABS(PC/ABS/R-7/T-13)热重分析图上残炭率从12.8%提高至24.0%,拉曼图谱表示热重分析的炭层的石墨化程度更高;扫描电镜图显示垂直燃烧后残炭的内层更致密,表明滑石粉的加入主要促进了RDP在凝聚相的阻燃作用,有助于体系生成更连续而致密的炭层。     

PC/ABS阻燃合金的开发及性能研究

利用双螺杆挤出机制备了聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(PC/ABS)共混合金,并以磷酸三苯酯/热塑性酚醛树脂(TPP/TPPFR)复配体系作为膨胀型阻燃剂(IFR)对其进行阻燃改性。通过拉伸、弯曲、冲击强度测试考察了PC/ABS阻燃合金的力学性能;通过热变形温度(HDT)和熔体流动速率(MFR)测试考察了合金的耐热性能和加工性能;通过极限氧指数(LOI)和垂直燃烧测试考察了合金的阻燃性能。结果表明:当PC与ABS的质量比为4:1,复配阻燃剂TPP/TPPFR的质量比为1:1、添加量为11份时,可得到综合性能优异的PC/ABS阻燃合金。     

EG和DBDPE/Sb_2O_3协同阻燃ABS的阻燃性能及机理研究

将可膨胀石墨(EG)与十溴二苯乙烷/三氧化二锑(DBDPE/Sb2O3)复配制备ABS阻燃复合材料,通过锥形量热仪和热重分析等方法研究了EG和DBDPE/Sb2O3协同阻燃ABS的燃烧性能,探讨了二者的协同阻燃机理。结果表明:与纯ABS相比,EG与DBDPE/Sb2O3共用使ABS阻燃复合材料的峰值和平均热释放速率分别下降了73.5%和63.8%,峰值质量损失速率降低52.04%,平均有效燃烧热降低19.96%,成炭量增加;EG阻燃ABS为典型的凝聚相阻燃机理,DBDPE/Sb2O3阻燃ABS为气相阻燃机理,二者并用时可以同时发挥凝聚相阻燃和气相阻燃作用,但以凝聚相阻燃机理为主;热重分析表明EG与DBDPE/Sb2O3具有协同作用,ABS分解峰的峰值热失重速率下降25.2%,二者可以互相促进ABS成炭,EG可以保护ABS成炭产物,提高实际成炭量。     

无卤阻燃ABS/TPU复合材料阻燃性能的研究

采用了微胶囊红磷(MRP)、氢氧化镁(MH)、聚硅氧烷组成复合阻燃剂,对丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(ABS)/热塑性聚氨酯(TPU)合金进行改性,获得了环保型阻燃ABS/TPU复合材料。对该复合材料进行了阻燃性能、热稳定性测试和炭层形貌分析。结果表明,当复合阻燃剂MRP/MH质量比为1/1且添加量为16份时,复合材料的极限氧指数(LOI)为25.7%,垂直燃烧性能通过FV-0级;TPU结构中因含氧,有利于MRP/MH阻燃体系阻燃;添加6份聚硅氧烷,复合材料垂直燃烧级别达到FV-0级,聚硅氧烷燃烧过程中通过改变炭层形貌,提高阻燃性。     

聚氨酯/乙烯-乙酸乙烯酯聚合物弹性体耐磨性及微观分析

为了探究聚合物弹性体耐磨性及微观形态,本文以沙柳液化产物与MDI反应生成聚氨酯为预聚体,EVA/PU进行接枝共聚形成聚合物弹性体,并利用扫面电镜探针显微镜等对聚合物弹性体进行了测试分析。结果表明:当含EVA为10%时材料的硬度达到最大,磨耗率也是最低的,分子的结晶度增大,两相的相容性也达到最佳状态。对EVA/PU弹性共体拉伸断裂面的扫面分析,发现随着EVA的加入量的增大,断面呈现由脆性断裂向韧性断裂过渡,并且在断裂的微观区出现了明显塑性变形。在扫描探针显微图下可以看到EVA/PU之间发生的接枝共聚现象,分子变小,同时分子的高度增加。这就说明EVAL中的游离羟基与PU预聚体发生了接枝反应。     

改性硅基杂化介孔材料阻燃PC/ABS研究

将自制的9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)接枝硅基杂化介孔材料(DM)、三苯基磷酸酯(TPP)和聚碳酸酯(PC)/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料(ABS)共混制得阻燃PC/ABS复合材料。研究表明,当DM和TPP的质量分数为2%和6%时,复合材料的氧指数为28%,并达到UL 94 V-0阻燃级别;锥形量热仪进一步分析证实PC/ABS/TPP/DM体系的最大热释放速率和总热释放量均有大幅度下降;通过对炭层形貌及结构的研究表明,DM和TPP具有很好的协效作用,在燃烧过程中能促进PC/ABS复合材料生成微观致密的炭层,增强了PC/ABS复合材料的热稳定性。     

Thermal degradation behaviors and flame retardancy of PC/ABS with novel silicon‐containing flame retardant

A novel flame retardant (DVN) containing silicon, phosphorus, and nitrogen has been synthesized from the reaction of 9,10‐dihydro‐9‐oxa‐10‐phosphaphenanthrene‐10‐oxide (DOPO), vinylmethyldimethoxy silane (VMDMS) and N‐β‐(aminoethyl)‐γ‐aminopropyle methyl dimethoxy silane (NMDMS), then incorporated into polycarbonate/acrylonitrile butadiene styrene (PC/ABS) alloy. The flame retardancy of PC/ABS/DVN is evaluated by cone calorimeter and limited oxygen index (LOI) and the thermal degradation behavior is investigated by thermogravimetric analysis under nitrogen and air. The PC/ABS/DVN sample was thermally degraded at 400°C for different amounts of time and studied by Fourier transform infrared spectroscopy to better understand the mechanism of flame retardancy. The results show that the thermal stability and flame retardancy of PC/ABS are improved by incorporation of DVN. Scanning electric microscopy results show that the outer surface of the char layer of PC/ABS/DVN after the LOI test is smooth and the internal structure is like swollen cells, which benefits the flame retardancy of PC/ABS. Copyright © 2007 John Wiley & Sons, Ltd.     

无卤阻燃HIPS的研究

采用熔融法制备包括可膨胀石墨(EG)、红磷(RP)、氢氧化铝(ATH)体系的阻燃高抗冲聚苯乙烯(HIPS)复合材料;采用锥形量热仪、氧指数、垂直燃烧法研究其对HIPS的阻燃性能的影响。结果表明:HIPS/EG/RP-ATH复合材料的热释放速率及其峰值。质量损失速率等燃烧性能参数继续降低,且火灾性能指数和氧指数大幅提高,UL 94垂直燃烧可以达到FV-0级;结合复合材料燃烧残余物形态,发现EG和RP之间具有明显的协同阻燃效应。     

六苯氧基环三磷腈阻燃PC/ABS合金及其高性能化研究

采用熔融挤出法制备了阻燃聚碳酸酯/丙烯腈丁二烯苯乙烯共聚物（PC/ABS）合金材料。利用热失重分析仪、氧指数测试仪、垂直燃烧仪、锥形量热仪、电子万能试验机和冲击试验机研究了相容剂马来酸酐接枝聚乙烯共聚物（PE-g-MAH）以及阻燃剂六苯氧基环三磷腈（HPCTP）的加入对PC/ABS合金材料的热稳定性、阻燃性能和力学性能的影响,并采用扫描电子显微镜对材料的残炭形貌进行分析。结果表明,当PC/ABS的质量比为7/3,以PE-g-MAH为相容剂,且HPCTP添加量为15 %时,阻燃PC/ABS合金材料的综合性能最好,其极限氧指数为26.4 %,热释放速率峰值及热释放总量达到最小值,且能够达到UL 94 V-0级,拉伸强度和缺口冲击强度分别为55 MPa和32.9 kJ/m2。     

“三源一体”壳核型阻燃剂的制备及其在聚乳酸中的应用

以聚磷酸铵（APP）为核,壳聚糖（CS）、氯化铁和埃洛石（HNT）为壳,以水为溶剂,通过自组装的方式制备了“三源一体”壳核型阻燃剂（APP@CS@HNT和APP@CS-Fe@HNT,分别简写为ACH和ACFH）,并将其用于提升聚乳酸（PLA）的阻燃性能。通过扫描电子显微镜、热重分析仪等对ACH和ACFH的组成及结构进行了分析,然后对PLA的阻燃性能进行表征。结果表明,PLA/15%ACFH（质量分数,下同）的阻燃性能优于纯PLA和PLA/15%ACH,PLA/15%ACFH的极限氧指数（LOI）最高,提升到29.5%,且UL 94达到V-0级;相较于纯PLA,PLA/15%ACFH的最大热释放速率（PHRR）和总热释放量（THR）分别下降了33.5%和22.0%,残炭量提高了12.5%;ACFH主要发挥凝聚相阻燃效果,燃烧过程能促进PLA基体形成大量连续、致密的炭层,起到抑制氧气和热量扩散的阻隔作用。     

Ni-MOF与焦磷酸哌嗪对环氧树脂的协同阻燃及抑烟

将含镍金属有机框架材料（Ni-MOF）与焦磷酸哌嗪（PPAP）复配后添加到环氧树脂（EP）中,通过极限氧指数（LOI）、垂直燃烧（UL 94）及锥形量热（CONE）测试研究了材料的阻燃性能及烟释放行为。结果表明,添加6%（质量分数,下同）的PPAP时,材料的LOI值为27.9%,垂直燃烧测试通过了UL 94 V-0级;当PPAP与Ni-MOF以质量比99∶1混合,总添加量为5%时,材料的LOI值达到29.3%并通过了UL 94 V-0级;极少量Ni-MOF的加入,有效提高了材料的阻燃效率。CONE测试表明,在相同阻燃剂添加量下,EP/PPAP/Ni-MOF材料的热释放速率、总热释放量、烟释放速率及总烟释放量,与EP/PPAP材料相比均得到了明显降低;Ni-MOF的引入,降低了材料的燃烧强度,减少了烟气的释放;Ni离子与PPAP受热分解形成的磷酸及多聚磷酸发生交联,将更多的磷留在了凝聚相中,促进了材料形成更加丰富、强度更高的炭层,有效抑制EP燃烧过程中热量和烟气的释放,从而提高了EP材料的火安全性能。     

Combustion Behavior and Thermal Oxidative Degradation of EVA Containing Intumescent Flame Retardant

Microencapsulated ammonium polyphosphate (VAPP) with poly(vinyl alcohol)- melamine-formaldehyde (VMF) shell was introduced in ethylene vinyl acetate copolymer (EVA) to improve its flame retardancy. Due to the presence of VMF shell, VAPP shows better compatibility, flame retardancy and water resistance compared with ammonium polyphosphate (APP) in EVA. The flammability of EVA and its flame-retarded composites was studied by LOI, UL-94 and cone calorimeter. The composite containing 40 wt% VAPP can pass V-0 in UL-94 test, and hot water treatment shows few effects on its LOI value and UL-94 rating. The cone results indicated that the use of VAPP in EVA can significantly decrease heat release rate and total heat release compared with APP. To understand the mechanism of action of VAPP, dynamic FTIR experiments were carried out on EVA and EVA/VAPP composites. Based on above studies, the flame retardant mechanism of VAPP in EVA composite is discussed.     

四溴双酚-A阻燃体系在HIPS／OMMT复合材料中的阻燃性研究

采用熔融插层法分别制备高抗冲苯乙烯／有机蒙脱土（HIPS／OMMT）复合材料和四溴双酚-A／三氧化二锑（TBBPA—Sb2O3）体系阻燃的HIPS／OMMT复合材料,透射电镜研究表明,有机蒙脱土均匀地分散于HIPS基体当中,形成了插层复合结构,锥形量热仪和氧指数仪研究表明：与纯的HIPS相比,HIPS／OMMT复合材料的阻燃性和抑烟性有所提高,但阻燃性的提高幅度较有限：与仅添加OMMT时的HIPS／OMMT复合材料相比,添加相同量OMMT时TBBPA—Sb2O3体系阻燃的HIPS／OMMT复合材料的热释放速率（HRR）和热释放速率峰值（PHRR）均有所降低,氧指数有所增加,且随TBBPA—Sb2O3阻燃剂添加量的增加阻燃性能的提高越明显,但TBBPA—Sb2O3的加入会导致聚合物燃烧过程生烟速率和生烟量的显著增加．因此此类阻燃剂的加入量不宜过高。