耐老化无卤阻燃TPU复合材料的制备与性能研究

将不同质量比的间苯二酚双[二(2,6-二甲基苯基)磷酸酯]/三聚氰胺氰尿酸盐(RDX/MCA)复配阻燃剂添加到热塑性聚氨酯弹性体(TPU)中,通过共混挤出制备了无卤阻燃TPU复合材料。采用极限氧指数(LOI)和垂直燃烧测试(UL 94)评估了复合材料的阻燃性能,利用万能拉力试验机测定了复合材料的力学性能,同时通过热氧老化、UV老化及水解老化实验考察了复合材料的耐老化性能。结果表明:当复配阻燃剂用量为15%、RDX与MCA的质量比为1:1时,TPU复合材料通过UL 94V-0级(1.6 mm)垂直燃烧测试,LOI达到28.1%,拉伸强度、断裂伸长率和撕裂强度分别为23.8 MPa、566%和95 kN/m。此外,复合材料分别经热氧老化、UV老化及水解老化168 h后,阻燃性能无明显变化,力学性能保持率均在75%以上,具有较好的耐老化性能。     

阻燃聚丁二酸丁二醇酯复合材料的制备及其阻燃性能研究

采用熔融共混技术,将次磷酸铝(AHP)和三聚氰胺氰尿酸盐(MC)引入聚丁二酸丁二醇酯(PBS),制备了一系列阻燃PBS复合材料,并采用极限氧指数、垂直燃烧、微型量热测试以及热失重分析研究了复合材料的阻燃性能以及热稳定性。结果表明,AHP可以有效提高PBS复合材料的阻燃性能;AHP与MC复配可以进一步提高复合材料的阻燃性能,两者质量比为2∶1,添加量为20 %（质量分数,下同）即可使复合材料达到UL 94 V 0级别,极限氧指数达到29 %;AHP以及复合阻燃体系可以有效提高复合材料初始分解温度及其高温稳定性。     

次磷酸铝/三聚氰胺氰尿酸盐阻燃热塑性聚氨酯的性能研究

将次磷酸铝(AHP)和三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)复配后添加到热塑性聚氨酯(TPU)中制备阻燃TPU材料,通过氧指数(OI)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)技术测定了材料的热稳定性及成炭性能,同时还研究了AHP与MCA不同的质量比对TPU材料性能的影响。结果表明:当AHP与MCA的质量比为1:2,阻燃剂的总添加量为11%时,阻燃TPU材料能通过垂直燃烧UL 94V-0级,OI达到了25.2%。TGA测试结果表明:阻燃剂AHP/MCA的加入对TPU材料的起始热分解温度没有影响,但能提高材料在高温时的热稳定性,同时提高材料的成炭性能。增加的炭层能有效地阻止氧气和热量进入到材料内部,抑制内部可燃性气体的逸出,同时AHP与MCA能释放出难燃气体,稀释氧气及可燃性气体的浓度,从而提高了材料的阻燃性能。     

高效阻燃聚醚型TPU材料及其性能研究

通过原位合成的方法在聚醚型热塑性聚氨酯弹性体（TPU）中加入六苯氧基环三磷腈（HPCTP）和三聚氰胺氰尿酸盐（MCA）复配体系来改善材料的阻燃性能。通过对材料进行燃烧实验、氧指数测试、热重分析、力学性能及熔体性能检测发现,HPCTP和MCA的协同作用能够有效改善复合材料的阻燃性能,提高TPU材料的耐温性能、力学性能及加工性能,使TPU获得最佳的综合性能。     

阻燃热塑性聚酯弹性体复合材料制备及性能

以二乙基亚膦酸铝盐(AlPi)和三聚氰胺氰脲酸盐(MCA)为阻燃剂,添加到热塑性聚酯弹性体(TPEE)中,采用挤出造粒方法制备出高性价比的阻燃TPEE复合材料。首先采用热失重分析仪研究了两种阻燃剂的热稳定性,进一步采用热失重分析、极限氧指数测试、垂直燃烧测试、力学性能测试以及扫描电子显微镜等对阻燃TPEE材料的热稳定性、阻燃性能、燃烧性能、力学性能以及复合材料的微观形貌进行了研究。结果表明,在相同阻燃剂用量下,添加AlPi的阻燃复合材料的阻燃效果、力学性能均优于添加MCA的阻燃复合材料,采用AlPi与MCA复配使用制备的阻燃TPEE复合材料的阻燃效果、力学性能介于二者之间,当TPEE,AlPi和MCA用量分别为83%,10%和5%时,阻燃复合材料的拉伸强度为24.19 MPa,断裂伸长率为515%,极限氧指数为30%,垂直燃烧测试达到V–0级。AlPi与MCA复配使用可提升阻燃TPEE材料的成炭性能和高温热稳定性。     

聚乳酸/苯基次膦酸铝复合材料的制备及其阻燃性能研究

采用共沉淀法制备了苯基次膦酸铝(AlP)并对其进行表征。在此基础上,通过熔融共混法制备了一系列聚乳酸/苯基次膦酸铝（PLA/AlP）复合材料,采用热重分析（TG）、极限氧指数测试（LOI）、UL 94垂直燃烧测试、微型量热测试研究AlP对复合材料热稳定性、阻燃性能、燃烧性能的影响。结果表明,AlP可以有效提高PLA/AlP复合材料的阻燃性能, 当AlP含量为30 %（质量分数,下同）时,PLA/AlP30的极限氧指数达到25.6 %,并达到UL 94 为V-0级;AlP可以提高PLA/AlP复合材料初始分解温度和成炭性; PLA/AlP复合材料的热释放速率峰值和总热释放随着AlP添加量增大呈现先增高再下降的趋势。     

聚乳酸/苯基次膦酸镧复合材料的制备及阻燃性能研究

采用简单方法制备了苯基次膦酸镧(LaP),并将其作为阻燃剂引入聚乳酸(PLA)中,制备了一系列PLA/LaP复合材料。采用热重分析(TG)、极限氧指数(LOI)、UL 94垂直燃烧、微型量热测试(MCC)等方法研究PLA/LaP复合材料的热稳定性、阻燃性能和燃烧性能。结果表明,LaP可以提高复合材料阻燃性能,30 %（质量分数,下同）的LaP使得复合材料的极限氧指数达到24.8 %,并通过UL 94 V-2级别;LaP可明显提高复合材料的热分解温度和成炭率;高添加量LaP可显著降低复合材料的热释放速率峰值（pHRR）和总热释放(THR),有效降低了复合材料的火灾危险性。     

阻燃PLA复合材料的制备及其阻燃性能研究

采用熔融共混技术,将二乙基次膦酸铝（ADP）引入聚乳酸(PLA)中,制备了一系列阻燃聚乳酸复合材料(FR-PLA)。在此基础上,采用热重分析、极限氧指数、UL 94垂直燃烧、微型量热测试研究了二乙基次膦酸铝对阻燃聚乳酸复合材料热稳定性、阻燃性能以及燃烧性能的影响。结果表明,ADP可以有效提高复合材料的阻燃性能,30 %（质量分数,下同）的ADP使得PLA/ADP30通过UL 94 V-0级别,极限氧指数达到31.6 %（体积分数,下同）; ADP使得阻燃PLA复合材料的初始分解温度降低,但明显提高复合材料的成炭性; ADP使得复合材料的热释放速率峰值明显下降,PLA/ADP30热释放速率峰值为290 W/g,相对于PLA下降37.1 %,明显降低复合材料的火灾危险性。     

硅氧烷处理纳米层状硅酸盐对膨胀阻燃聚乳酸性能的影响

采用4种经过不同表面处理剂改性的有机层状硅酸盐（Clay）与膨胀型阻燃剂复配阻燃聚乳酸（PLA）。通过熔融共混的方法制备阻燃PLA纳米复合材料,并通过极限氧指数、垂直燃烧、锥形量热测试和热失重分析对材料阻燃性能和热稳定性进行了研究,通过扫描电子显微镜对残炭形貌进行了分析。结果表明,加入经硅氧烷表面处理的Clay的PLA具有最好的热稳定性和阻燃性能;与不加Clay的阻燃PLA复合材料相比,极限氧指数从30.6 %提高至34.2 %,并且通过垂直燃烧UL 94 V-0级别,热释放速率峰值从283 kW/m2下降至199 kW/m2,下降幅度为30 %;残炭形貌分析结果显示,加入硅氧烷表面处理之后的Clay能够使残炭更加完整致密,从而提高了材料的阻燃性能。     

RDP与葫芦脲协同阻燃聚碳酸酯的研究

采用间苯二酚二苯基磷酸酯（RDP）复配大环分子葫芦［6］脲（CB［6］）对聚碳酸酯（PC）进行无卤阻燃改性。通过极限氧指数仪、锥形量热仪、热失重分析仪及扫描电子显微镜测试分析了阻燃体系的阻燃性能、热性能及燃烧炭层的微观形貌。结果表明,RDP与CB［6］复配质量比为6∶2时阻燃效果最好,材料的极限氧指数达到32.5 %,通过UL 94 V-0级,热释放速率峰值(PHRR)降低至266 kW/m2;复配阻燃体系的加入改善了PC热稳定性,提高了阻燃复合材料的残炭率;复配阻燃体系能促进形成连续致密的膨胀炭层。     

聚乙烯土工膜专用料链结构研究

对2种高密度聚乙烯（PE-HD）土工膜专用料TR131和DQTG3912,在分析其力学和热力学性能的基础上,采用升温淋洗分级与连续自成核退火联用技术对支链结构及分布进行了系统表征,并与产品的力学性能相关联。高温碳谱核磁共振分析表明,DQTG3912比TR131具有更高的共聚单体插入量,支化度分别为6.7个/1000C和5.9个/1000C;DQTG3912低温级分的片晶厚度较高,高温级分片晶厚度较低;表明DQTG3912样品虽然含有较多的短支链,但在更容易插入的低相对分子质量处的分布较少,而在高相对分子质量处分布较多,更接近理想的短支链分布,有利于形成分子链间的系带分子,增强拉伸强度及耐环境应力开裂性能;产品力学性能的表征结果与链结构的分析相符。     

对甲基苯甲酸镧作为PVC热稳定剂的研究

以氯化镧、对甲基苯甲酸、氢氧化钠为原料合成了对甲基苯甲酸镧。通过元素分析、红外光谱分析、热分析等方法对合成产物进行了表征;通过刚果红试纸法和高温老化箱实验研究了对甲基苯甲酸镧对聚氯乙烯热稳定性能的影响;同时,将对甲基苯甲酸镧与硬脂酸锌、硬脂酸钙、硬脂酸镧和季戊四醇等进行比较,并将对甲基苯甲酸镧与上述一种或者一种以上稳定剂进行复配。结果表明,当对甲基苯甲酸镧单独作为聚氯乙烯（PVC）稳定剂时,稳定性效果不理想,长期稳定性一般,抗变色能力也不好;当对甲基苯甲酸镧/钙锌复合体系/季戊四醇=2∶1∶2时,PVC的稳定时间达到48 min;对甲基苯甲酸镧可以吸收PVC分解释放的HCl生成LaCl3,减少了HCl对PVC降解的催化作用,从而抑制PVC的降解。     

单环氧化合物接枝改性PA6材料的制备及其性能研究

利用反应挤出法制备了聚酰胺6（PA6）接枝新癸酸缩水甘油酯（GND）改性材料,通过红外光谱分析对改性产物的分子结构进行了测试,并对改性材料的结晶性能、流变性能和力学性能等进行了研究。结果表明,单环氧化合物能够在挤出过程中与PA6发生接枝反应,生成支化PA6产物;接枝链降低了PA6的结晶速率和结晶度,在宏观上相应地表现出材料力学性能的变化;GND最佳用量范围为1~3份,当其用量为1份时,相对于纯PA6,支化PA6的拉伸强度降低了8 %,断裂伸长率和缺口冲击强度分别提高了161 %和35 %。     

聚丙烯/冷冻胶粉复合材料结构与性能的研究

采用熔融挤出的方法制备聚丙烯（PP）、冷冻胶粉（LGTR）、相容剂及增韧剂的共混物,研究了胶粉用量、相容剂种类和用量及增韧剂对共混体系力学性能和微观结构的影响。结果表明,LGTR的加入会降低PP的力学性能,但随着LGTR用量的增加,共混体系的冲击强度上升;相容剂的使用会增加PP与LGTR的相容性,使力学性能提高;热塑性聚烯烃类弹性体（POE）和三元乙丙胶接枝马来酸酐（EPDM-g-MAH）的使用可以有效提高PP/胶粉共混体系的缺口冲击强度,并且增韧剂的使用可以提高PP与LGTR之间的相容性;高密度聚乙烯（PE-HD）/POE并用做增韧体系时,可以进一步提升共混体系的韧性,提高冲击强度。     

基于3D打印的注塑模随形冷却水路优化设计研究进展

介绍了注塑模随形冷却水路的技术进展,阐述了基于金属三维（3D）打印技术的随形冷却水路的设计方法和空间结构,重点介绍了随形冷却水路优化设计的研究进展,提出了下一步的重点研究方向。     

基于EDEM的玻璃纤维振动给料仿真分析

针对新型玻璃纤维增强材料生产中的喂料工艺难点,率先提出并理论验证了振动送料这一简单方法实际应用的可行性。首先分析了振动给料机的运动特性,确定了输送玻璃纤维料所需要的运动形式,即抛掷运动和正向滑移,并推导出其产生的条件式,再利用条件式确定了4组振动参数。然后应用离散单元法仿真软件EDEM建立仿真模型,设置相应参数模拟了4组参数下的纤维振动给料情况,仿真结果验证了运动条件式的正确性,同时分析振动给料机末端区域仿真数据可知机械指数合适时,振动给料的输送方式能实现玻璃纤维匀速松散地投喂,并且机械指数相同时振幅对给料速度影响显著,可通过改变振幅来实现喂料速度定量调节。     

短玻纤聚丙烯水辅注塑中注水压力控制方式的数值模拟

基于广义非牛顿本构方程,采用有限体积法对不同注水压力控制方式下短玻纤聚丙烯水辅注射成型进行数值模拟。研究表明,注水压力控制方式的改变,会对水辅注塑制件的残余壁厚、偏心率产生一定的影响;使用折线式的控制方式,不同分组之间残余壁厚大小相近,偏心率均较大,同一分组下残余壁厚的变化较小;使用阶跃式的控制方式,不同分组下残余壁厚大小都不相近,且偏心率较小,同一分组下残余壁厚的变化较大。     

玻璃纤维增强热塑性复合管性能评价方法研究进展

综述了连续玻璃纤维增强热塑性塑料复合管（GFT-RTP）的发展状况,介绍了GFT-RTP的结构以及在不同领域的使用要求,分析了GFT-RTP的失效方式和失效机理,包括受力、介质、时间等3个方面,给出了相应的检测项目,以支持GFT-RTP行业的健康发展。     

发泡聚苯乙烯包装材料中六溴环十二烷应用现状研究

建立了气相色谱质谱法测定发泡聚苯乙烯（EPS）包装材料中六溴环十二烷(HBCD)含量的方法,研究了EPS包装材料中HBCD的含量。结果表明,23.9 %的样品中有HBCD的检出,其中11.27 %的样品为企业满足材料阻燃要求而故意添加;市场上常见密度EPS包装材料产品中均发现了一定比例的HBCD故意添加或污染;包装材料的用途是决定HBCD添加率的关键影响因素,电子产品包装对阻燃的要求较高,HBCD添加率高达44.4 %,而填充物材料中HBCD的故意添加率为0;基于企业和地方管理部门对于包装材料中HBCD的禁用认识和监管不足,建议加强对EPS包装材料HBCD禁用的宣传和监管力度,并推广使用HBCD的替代品。     

温度与占压综合作用下埋地含缺陷聚乙烯管道数值分析

为分析温度与占压载荷综合作用下埋地含缺陷聚乙烯管道应力水平,运用ABAQUS有限元分析软件建立管土作用模型,通过热力分析实现温度与占压综合作用,分析温度载荷、占压载荷对在役管道的影响规律,并探讨埋深、占压位置、土体弹性模量、管土摩擦因数对最大应力的影响。分析表明,在规程要求的工作压力下,不能忽略温度荷载对埋地含缺陷聚乙烯管道受力的影响;温度和占压载荷综合影响下在役管道最大应力最终位于内壁3点钟方向,与完好管道的最终位置规律一致,缺陷位于截面3点钟方向管道最易失效;管道埋深和土体弹性模量的影响明显大于管土摩擦因数和占压位置偏移距离。