蜜胺-环氧树脂双层包覆聚磷酸铵及其阻燃PP的研究

针对聚磷酸铵(APP)耐水性不足、与聚丙烯(PP)等高分子材料相容性差等问题,采用甲醛-三聚氰胺(蜜胺树脂)和环氧树脂双层包覆了APP(EM-APP),采用红外、扫描电镜、热重分析、溶解度测试等方式表征了包覆效果;采用水平垂直燃烧、氧指数仪和锥形量热仪、热重-红外联用等设备考察了包覆APP用于阻燃PP的效果,探讨了阻燃机理。结果表明:包覆操作不但有效提高了APP的耐水性,且将具有成炭功能的包覆层引入到APP表面;EM-APP相较APP,800℃时残炭量提高14.2%,在聚丙烯中加入同样质量份时,前者具有更高的阻燃效率,热释放速率、总热释放量、烟释放速率和总烟释放量都明显降低;包覆改善了APP与PP的相容性;燃烧过程中包覆层起到了协同成炭的作用。     

蜜胺-环氧树脂双层包覆聚磷酸铵及其阻燃PP的研究

针对聚磷酸铵(APP)耐水性不足、与聚丙烯(PP)等高分子材料相容性差等问题，采用甲醛-三聚氰胺(蜜胺树脂)和环氧树脂双层包覆了APP(EM-APP)，采用红外、扫描电镜、热重分析、溶解度测试等方式表征了包覆效果；采用水平垂直燃烧、氧指数仪和锥形量热仪、热重-红外联用等设备考察了包覆APP用于阻燃PP的效果，探讨了阻燃机理。结果表明：包覆操作不但有效提高了APP的耐水性，且将具有成炭功能的包覆层引入到APP表面；EM-APP相较APP，800℃时残炭量提高14.2%，在聚丙烯中加入同样质量份时，前者具有更高的阻燃效率，热释放速率、总热释放量、烟释放速率和总烟释放量都明显降低；包覆改善了APP与PP的相容性；燃烧过程中包覆层起到了协同成炭的作用。     

三聚氰胺-甲醛树脂微胶囊包覆聚磷酸铵阻燃PP的性能

通过原位聚合法制备三聚氰胺-甲醛树脂(MF)微胶囊包覆聚磷酸铵(APP)粒子,研究了APP粒径对微胶囊化APP(MCAPP)结构与性能的影响。将两种MCAPP(APP平均粒径分别为5,15μm)添加至聚丙烯(PP)基体中,研究了PP/MCAPP阻燃材料的性能。结果表明:不同粒径的APP均能成功被MF包覆,且包覆后的APP粒子的水溶性均大幅下降。PP/MCAPP阻燃材料的耐渗析性和极限氧指数均得到一定程度的提高。粒径小的APP有利于MF的包覆,包覆结构层更完整。MF和APP有很好的协同作用,在APP包覆不完全的情况下,能更有效地发挥两者的相互作用,提高PP复合材料的阻燃性。     

微胶囊化膨胀型无卤阻燃聚丙烯的研究

对聚磷酸铵（APP）进行微胶囊化，复配了新型无卤膨胀型阻燃剂（IFR）。利用IFR对聚丙烯（PP）进行阻燃。对包覆APP和IFR阻燃PP体系的表面形态和性能进行研究。结果表明，包覆的APP粒度均匀致密；在PP中添加IFR阻燃剂不小于30份时，有明显成炭效果，获得良好的阻燃性能，UL-94阻燃级数为V-0。阻燃PP体系的热稳定性也得到提高。     

聚磷酸铵与次磷酸铝的共微胶囊制备及其在阻燃聚丙烯中的应用

以三聚氰胺-甲醛树脂（MF）为囊材、聚磷酸铵（APP）和次磷酸铝（AHP）为芯材,制备出共微胶囊化阻燃剂M（A-A）。通过傅里叶变换红外光谱、扫描电子显微镜及溶解度测试等方法来表征MF的包覆效果;采用垂直燃烧测定仪、极限氧指数仪和锥形量热仪等设备考察M（A-A）对聚丙烯（PP）的阻燃效果;通过冲击和拉伸实验对复合材料的力学性能进行表征。结果表明,MF树脂成功包覆并有效提高了A-A的耐水性能;添加相同质量的M（A-A）和A-A,前者明显降低热释放速率（R_HRR）和总热释放量（H_THR）,对PP的阻燃效果更好。添加阻燃剂后,复合材料的冲击强度先提高后降低,经过微胶囊化处理的阻燃剂对材料的拉伸性能损伤更小。     

微胶囊化聚磷酸铵及其阻燃聚丙烯的研究进展

从聚磷酸铵（APP）的微胶囊化方法入手,以微胶囊所用囊材材料（三聚氰胺、三聚氰胺甲醛树脂、异氰酸酯聚合物、硅油以及热塑性树脂等）为主要线索,分析并讨论国内外研究微胶囊化APP所取得的成果：经三聚氰胺及三聚氰胺甲醛树脂微胶囊化后能提高APP的耐水性,并能在一定程度上提高其阻燃性能,而硅油微胶囊化后的APP具有良好的疏水性;并介绍了微胶囊化APP阻燃聚丙烯（PP）所取得的一些进展,三聚氰胺和三聚氰胺甲醛树脂微胶囊化的APP添加到PP中较一般未包覆的APP阻燃性更佳。     

苯基聚硅氧烷微胶囊化聚磷酸铵的制备及其在PP中阻燃性能研究

采用苯基三甲氧基硅烷为前驱体,通过溶胶凝胶法制备出苯基聚硅氧烷微胶囊化聚磷酸铵（MAPP）。将MAPP作为阻燃剂,季戊四醇（PER）作为成炭剂,制备阻燃聚丙烯（PP）。用傅里叶红外光谱、扫描电子显微镜、能谱仪及热重分析仪对MAPP进行表征。结果表明,聚磷酸铵（APP）被苯基聚硅氧烷成功包覆;较之APP,MAPP的热稳定性和疏水性显著提高;MAPP的阻燃性能优于APP,PP/MAPP/PER复合材料达到V-0级别;阻燃剂及成炭剂的加入对PP的结晶行为有促进作用。     

不饱和聚酯树脂微胶囊化聚磷酸铵对阻燃聚丙烯性能的影响

利用微胶囊化技术合成了新型磷氮体系无卤膨胀型阻燃剂IFR,用于聚丙烯（PP）阻燃改性。考察了阻燃剂IFR中聚磷酸铵（APP）用不饱和聚酯树脂（UPR）的微胶囊包覆效果以及UPR的用量对阻燃PP的阻燃性、耐水性、力学性能和成炭性等的影响。结果发现随着包覆层UPR用量的增加,阻燃PP的氧指数略微增大,耐水性有所改变,力学性能下降变化幅度不大,成炭性变弱。但当UPR包覆量为5％时,对PP的阻燃、耐水以及成炭效果都比较良好。     

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。     

膨胀阻燃聚丙烯复合体系的研究

采用聚磷酸铵（APP）和Deflam（敌火龙）分别对聚丙烯（PP）进行了填充改性，研究了两者对PP力学性能、阻燃性能、结晶性能的影响。结果表明：在PP中分别加入APP和Deflam，都可改善PP的阻燃性能，并且添加后者比添加前者对PP的阻燃效果要好。在阻燃性能改善的同时，复合体系的弯曲模量和弹性模量明显提高，但拉伸强度和冲击强度降低。APP和Deflam在PP中都具有成核剂作用，可使PP的结晶过程在较高温度下进行，但Deflam对PP的成核效果不如APP。     

磷酸酯钠盐/滑石粉调控聚丙烯的退火研究

采用挤出共混法制得聚丙烯/磷酸酯钠盐/滑石粉(PP/NA-40/Talc)复合体系,研究了退火时间和退火温度对PP/NA-40/Talc复合体系力学性能、热变形温度以及结晶度的影响。通过DSC、XRD和FTIR证明了退火处理可以使PP/NA-40/Talc复合体系结晶度和力学性能提升。结果表明,PP/NA-40/Talc复合体系的力学性能、热变形温度以及结晶度与退火时间和退火温度成正相关;尤其是在120 ℃ 下退火处理2 h时,弯曲模量达到2516.0 MPa,热变形温度达到136.9 ℃ ,结晶度达到49.5 %。     

基于锥形螺杆挤出单元的熔融沉积成型3D打印机及实验研究

研制了一种基于锥形螺杆挤出单元的桌面式熔融沉积成型（FDM）3D打印机,采用锥形螺杆塑化聚合物并挤出丝条,配合沉积平台的运动打印制品。使用聚乳酸（PLA）、 高密度聚乙烯（PE-HD）材料对设备挤丝性能进行了研究,并研究了打印参数包括电机脉冲频率、走丝间距、层厚等对 PLA 拉伸样条性能的影响。结果表明,自制锥形螺杆挤出式 FDM 打印机具有较好的打印效果,合适的电机脉冲频率、走丝间距、层厚等工艺参数可以使打印制件获得较好的表观质量和强度,而较大的走丝间距使制件的拉伸强度下降了约20 %。     

具有隔离结构的聚苯硫醚/石墨烯纳米片 复合材料的制备及电磁屏蔽性能研究

导电填料石墨烯纳米片（GNPs）通过高速混合包覆于聚苯硫醚（PPS）树脂基体颗粒表面,再通过热压成型制备出具有完善隔离结构的PPS/GNPs复合材料。采用光学显微镜、扫描电子显微镜、电导率测试、电磁屏蔽性能测试对复合材料导电网络形貌、电性能和电磁屏蔽性能进行表征。结果表明,复合材料具有完善的隔离结构导电网络;隔离结构复合材料具备优异的电导率和电磁屏蔽效能（EMI SE）,当GNPs含量为3.0 %（质量分数,下同）时,复合材料的电导率和EMI SE分别为25.6 S/m和41.0 dB。     

基于拉伸流变挤出的马来酸酐接枝聚丙烯性能

使用新型的拉伸流变挤出机制备聚丙烯马来酸酐接枝物(PP-g-MAH)。相比于传统双螺杆挤出,基于拉伸流变挤出的PP-g-MAH具有较稳定的单体接枝率(相对接枝率在6%~7%),受设备参数影响较小,单体残留率较低。拉伸流场对聚丙烯(PP)分子链降解程度较低,分别测定了拉伸流场和剪切流场下,不同转速对PP-g-MAH的接枝率/熔体流动速率(G/M)比值的影响,发现前者的产物的G/M比值随转速增加而增加,表明拉伸流场对PP分子链降解程度较低。在PP-g-MAH相对接枝率均为6%的条件下,利用拉伸流变挤出制备的PP-g-MAH的拉伸强度比双螺杆挤出产物高25%。分别和PP以不同比例共混,前者挤出的PP共混物的冲击强度比双螺杆挤出的高11%~35%。     

两种磷杂菲/三嗪双基化合物在聚氨酯硬泡中的阻燃行为对比研究

通过箱式发泡制备了三（3DOPO2羟基丙基）1,3,5三嗪2,4,6三酮（TGD）/三（3DOPO丙基）1,3,5三嗪2,4,6三酮（TAD）单独添加和分别与可膨胀石墨（EG）复配阻燃的硬质聚氨酯泡沫（RPUFs）。利用极限氧指数仪（LOI）、锥形量热仪,热重气相色谱质谱联用仪和扫描电子显微镜研究了TAD和TGD在RPUF中的阻燃行为。结果表明,TAD和TGD均能提高RPUF的LOI值,降低RPUF的总热释放量,平均有效燃烧热和热释放速率峰值,并且TGD对这些数值的影响明显大于TAD;随着EG的加入,TGD/EG/RPUF体系表现出比TAD/EG/RPUF更高的LOI值和残炭产率。     

气炮加载下PBXs替代材料中的应力波幅衰减特性

利用白糖、环氧树脂E–51、乙二酸、增塑剂、固化促进剂等通过配方形成的高聚物粘结炸药(PBXs)替代材料,通过一级轻气炮实验,研究了材料在一级轻气炮加载条件下的应力波传播特性,研究发现应力波幅衰减服从指数衰减规律。计算出冲击波波速约为1 500 m/s,波长约为1.5×10^–3 m,通过和白糖颗粒直径的比较分析了应力波幅衰减的机理主要来自于粘结剂的粘性和颗粒滑移与破碎的能量耗散。将PBXs替代材料处理为黏弹性材料,利用Maxwell模型来表征材料在气炮加载下的应力应变关系,并在此基础上研究了材料松弛时间特性。研究发现,随着应变率的增加,PBXs替代材料的松弛时间反而减少,并且呈现出明显的幂率关系,在准静态条件下的松弛时间的应变率相关性在气炮加载下依然存在,从细观尺度下材料微结构运动特征给出了这种相关性的机理解释。     

可“点击”交联炔基功能化乳液的制备及性能研究

将乙炔基功能化的甲基丙烯酸酯单体 1-乙炔基环己基甲基丙烯酸酯（ ECMA）与丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯进行三元乳液共聚,制备出炔基功能化的乳液,利用三羟甲基丙烷三（ 3-巯基丙酸酯）与炔基的巯 -炔光“点击”反应制得交联乳胶膜。采用 1H NMR、FT-IR、GPC等对聚合物的结构进行表征,并测试了光交联前后胶膜的力学性能及耐热性能的变化,从而评估其是否可以作为水性涂料基料。结果表明：在聚合过程中 ECMA上的乙炔基保留率在 95%以上;乳液平均粒径均小于 50 nm,且分布均匀;对于 ECMA-1,交联后失质量率为 5%时的温度比交联前升高 60 ℃,热稳定性显著提高;并且随 ECMA比例增大,交联后乳胶膜的拉伸强度逐渐提高, ECMA-3光交联后乳胶膜拉伸强度比未交联的提高 3倍,断裂伸长率有所减小。炔基功能化为甲基丙烯酸酯聚合物的交联改性提供了一种新的、方便的手段,也为制备水性涂料提供了一种新的方法。     

基于正交实验的熔融沉积成型工艺参数的优化

采用商用聚乳酸（PLA）线材作为熔融沉积成型(FDM)打印材料,以拉伸强度和冲击强度为优化指标,设计正交试验,从分层厚度、打印速度、喷嘴温度、填充角度等元素探究成型工艺参数对FDM打印制件力学性能的影响。利用极差分析法,考察了各工艺参数对制件力学性能的影响情况,通过综合评分法和综合平衡法,获得了最优成型工艺参数组合并验证试验结果正确性。结果表明,分层厚度为0.3 mm,打印速度为90 mm/s,喷嘴温度为220 ℃,填充角度为45 °/45 °时,FDM制件的力学性能最优。     

聚苯乙烯多孔吸附微球的制备

通过悬浮聚合和超交联两步法合成了具有介孔结构的改性聚苯乙烯微球用作血液净化材料。首先采用悬浮聚合法制备了亲水改性的苯乙烯马来酸酐共聚微球（MPPS）,然后将MPPS微球以二氯甲烷为溶剂、无水氯化铝为催化剂进行后交联处理,制备了含有介孔结构的、具有较高比表面积的聚苯乙烯(HCLPS)多孔微球。采用比表面积测试、扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱、X射线光电子能谱等仪器分析表征了微球的结构和形貌,并测试了HCLPS微球的吸水性和戊巴比妥钠吸附性能。结果表明,超交联反应可以显著提高微球的比表面积,并且随着马来酸酐(MAH)含量增加,微球的吸水性和戊巴比妥钠吸附性能提高;当MAH含量为20 %（质量分数,下同）时HCLPS微球的戊巴比妥钠吸附率为91.90 %。     

二级拉伸熔体静电纺丝数值模拟

根据熔体静电纺丝的拉伸机理,采用有限元分析软件COMSOL对静电纺丝电场分布进行模拟仿真,并通过实验验证了结果的可靠性。在COMSOL软件中对模型进行网格划分,根据实验数据进行模拟,最后进行试验验证,得出二级拉伸的纺丝效果更好,与模拟分析结果相一致。