膨胀型阻燃剂对聚丙烯-木粉复合材料阻燃及性能的影响

主要以聚磷酸铵(APP)、季戊四醇(PER)、以及自制的成炭发泡剂(CFA)复配成的膨胀型阻燃剂对聚丙烯-木粉复合材料进行阻燃.并通过一系列的性能实验研究了不同的阻燃剂配方及阻燃剂含量对聚丙烯-木粉复合材料的力学性能、阻燃性能、流变行为以及热降解行为的影响.结果表明,膨胀型阻燃体系可以提高聚丙烯-木粉复合材料的LOI与成炭性,当添加量为25%时,APP与PER复配阻燃的复合材料的LOI可达27.5,800℃时残余炭含量为19.24%.而且该阻燃剂的加入对提高材料的拉伸和弯曲强度有一定作用.     

含磷三嗪环聚合物阻燃聚丙烯材料的制备及性能

利用自制的三嗪环低聚物(PMPT)及复合阻燃剂制备阻燃聚丙烯材料,研究复合阻燃剂APP/PER/PMPT用量对阻燃PP力学性能、热分解性能的影响,并初步推测阻燃剂PMPT的阻燃机理.结果表明:加入复合阻燃剂使阻燃PP的力学性能有所下降.TG曲线显示:复合阻燃剂使阻燃PP的热分解速率减小,热稳定性增加.复合阻燃剂APP/PER/PMPT使PP的氧指数(LOI)增加62%.APP/PER/PMPTF复合阻燃剂主要在凝聚相起到阻燃作用.     

磷-硅阻燃剂在膨胀型阻燃聚丙烯中的应用研究在

采用一种新型含磷硅高分子阻燃剂(EMPZR)与聚磷酸铵(APP)、多聚磷酸密胺(MPP）复配成膨胀型阻燃剂(IFR),并对聚丙烯(PP)进行阻燃。当APP/MPP/EMPZR质量比为15/10/15时,所制得的复合材料的氧指数达到33.0 %,垂直燃烧达到UL 94 V 0级;与纯PP相比,拉伸强度、弯曲强度和冲击强度都没有下降;热失重分析表明,阻燃PP材料在600 ℃时的残炭量为21.14 %,成炭率显著提高;扫描电镜对残炭形貌的表征以及氧指数测试前后阻燃PP材料的红外图谱分析证实了EMPZR与APP、MPP在PP中有良好的协效阻燃作用。     

MPOP/TPP/PER复合阻燃剂对PP燃烧行为的影响

采用熔融共混法制备了聚丙烯/三聚氰胺聚磷酸盐/磷酸三苯酯(PP/MPOP/TPP)和聚丙烯/三聚氰胺聚磷酸盐/磷酸三苯酯/季戊四醇(PP/MPOP/TPP/PER)复合材料,研究了不同阻燃组分配比对PP燃烧行为的影响。结果表明:当MPOP/TPP复合阻燃剂的添加量为30份、MPOP与TPP的质量比为20/10时,PP/MPOP/TPP复合材料的热稳定性下降,但其阻燃性能有一定程度的提高。在该体系中添加7.5份PER,当复合阻燃剂FR(MPOP/TPP=20/10)与PER的配比为22.5/7.5时,材料的热稳定性下降,但成炭效果增加,极限氧指数(LOI)达到22.6%,较纯PP提高了26.97%;同时材料的热释放速率、总释热量、有效燃烧热和有害气体的产率均明显减小,PP/MPOP/TPP/PER阻燃复合材料的阻燃性能显著提高。     

高岭土对APP/PER/PP复合材料性能的影响

以PP废玩具料(W-PP)为主材,高岭土(Kaol)、聚磷酸铵(APP)和季戊四醇(PER)为阻燃剂,通过熔融挤出制备一系列Kaol/APP/PER/W-PP复合材料,对复合材料的极限氧指数(LOI)、UL 94阻燃等级、力学性能和热变形温度(HDT)进行测试,并用锥形量热仪进行分析,结果表明,APP/PER添加后,复合材料的阻燃性能和HDT明显提高,力学强度逐渐降低;适量的Kaol和APP/PER具有较好的协同阻燃效果,而且,添加Kaol后,复合材料的力学性能和HDT明显提升,当在W-PP中同时加入3%的Kaol和25%的APP/PER时,复合材料的LOI为32.1%,阻燃达到UL 94(1.6 mm)V-0级,与单独添加相比,拉伸强度、弯曲模量、弯曲强度和缺口冲击强度均提高了28%APP/PER的性能分别提高了16.9%、15.0%、27.4%和31.3%。     

无卤阻燃PP／APP／PTP／PER复合材料的力学性能

采用多聚磷酸铵/含磷三嗪环聚合物/季戊四醇(APP/PTP/PER)体系制备了阻燃聚丙烯(PP)材料,考察了PTP及其阻燃系统的用量对阻燃PP力学性能的影响。结果表明,APP/PER使PP的缺口冲击强度和弯曲模量提高,拉伸强度有所降低,断裂伸长率下降。PTP对PP的缺口冲击强度和弯曲模量影响不大,拉伸强度有所降低,断裂伸长率下降。当加入29%APP/PER/PTP时,缺口冲击强度和弯曲模量分别比纯PP提高了62.0%和14.3%,拉伸强度和断裂伸长率分别下降了13.9%和91.0%。     

含磷三嗪环低聚物阻燃PP的阻燃性研究

利用含磷三嗪环低聚物(PMPT)及其复合阻燃剂制备阻燃聚丙烯(PP),探讨了PMPT和多聚磷酸胺/季戊四醇(APP/PER)/PMPT的用量对阻燃PP极限氧指数、燃烧参数的影响,并用扫描电子显微镜观察了剩余炭层的微观形貌,推测了阻燃剂PMPT的阻燃机理.结果表明,随着阻燃剂PMPT用量的增加,阻燃PP的氧指数逐渐增大;APP,PER,PMPT三者有很好的协同阻燃作用;PMPT阻燃机理遵循凝聚相阻燃机理.     

笼状磷酸酯微胶囊/聚磷酸铵阻燃聚丙烯

将笼状磷酸酯微胶囊(ET)与聚磷酸铵(APP)复配用于阻燃聚丙烯(PP)。采用氧指数和UL 94评价了阻燃PP的阻燃性能,采用热重分析、扫描电子显微镜照片、傅里叶变换红外光谱及X射线电子能谱研究了阻燃剂的协同效应和阻燃机理。结果表明:ET与APP有较好的复配协同效应,ET/APP的阻燃性能随m(ET)/m(APP)的不同而变化。当m(ET)/m(APP)为1∶2时,阻燃效果最好。w(ET/APP)为30%时,氧指数达29.7%,且达到UL 94 V-0级。     

磷系阻燃剂FR/APP协效阻燃PP

采用氧指数测定仪、热重分析仪和锥形量热仪研究了磷系阻燃剂1,3,5-三(5,5-二甲基-1,3-二氧杂环己内磷酸基)苯(FR)和聚磷酸铵(APP)复配体系对聚丙烯(PP)材料阻燃性能的影响.结果表明,FR/APP提高了PP的极限氧指数(LOI)、热稳定性和残炭率,降低了热释放速率.当w(FR)为15%和w(APP)为10%复配阻燃PP时,复合材料的LOI为29.6%.阻燃级别达到UL 94 V-0级.     

MPOP/APP复合阻燃剂对PP燃烧行为的影响

通过熔融共混法制备了聚丙烯/三聚氰胺聚磷酸盐(PP/MPOP)和聚丙烯/三聚氰胺聚磷酸盐/聚磷酸铵(PP/MPOP/APP)阻燃复合材料,探讨了阻燃剂MPOP的添加量以及MPOP、APP的配比对复合材料燃烧行为的影响。结果表明:PP/MPOP复合材料的热稳定性和阻燃性能随MPOP添加量的增加而提高,且均在MPOP添加量为30份时达到最大值。同PP/MPOP(100/30)相比,当复合阻燃剂MPOP/APP的添加量为30份、且配比为15/15时,复合材料PP/MPOP/APP的热稳定性下降。但在所有试样中,该阻燃PP复合材料具有最低的最大分解速率以及最高的成炭率;其极限氧指数(LOI)为23.6%,较PP/MPOP(100/30)和纯PP分别提高了22.3%和32.6%;并且PP/MPOP/APP(100/15/15)的平均热释放速率、总释热量、有效燃烧热均达到最低值,因此该复合材料具有最佳的阻燃性能。     

长链磷腈衍生物的制备及其在聚丙烯中的阻燃应用

利用亲核取代反应合成了六十二氨基环三磷腈(HDCP)和六辛氨基环三磷腈(HOCP),将合成的HDCP和HOCP添加到聚丙烯(PP)/聚磷酸铵(APP)/季戊四醇(PER)体系中,并通过极限氧指数、垂直燃烧测试UL 94和锥形量热分析等研究了体系的阻燃性;通过力学性能测试研究了HDCP和HOCP对材料力学性能的影响。结果表明,当HDCP和HOCP的用量分别为2 %时,阻燃效果最佳,极限氧指数均比纯PP提高了13 %左右;随着HDCP和HOCP加入量的增大,材料的冲击强度逐步增加,但是断裂伸长率却逐步降低。     

氧化锌对膨胀阻燃聚丙烯的影响

研究了协效剂氧化锌（ZnO）对聚磷酸铵（APP）、季戊四醇（PER）、氰尿酸三聚氰胺（MCA）膨胀阻燃聚丙烯（PP）体系的阻燃协效作用。采用氧指数（LOI）、热失重法（TG）、锥形量热仪（Cone）、红外光谱（FTIR）等手段分析了ZnO对膨胀阻燃PP的影响。结果表明，氧化锌可提高该体系的LOI和阻燃性能，还可促进阻燃体系形成炭层，且可提高其炭层的强度，该体系氧化锌最佳用量应为1．0份。     

聚磷酸铵对聚丙烯／聚乙烯复合材料阻燃性能的影响

通过力学性能测试、氧指数测试研究了聚磷酸铵（APP）对聚丙烯（PP）／聚乙烯（PE）复合材料的力学性能和阻燃性能的影响。结果表明：APP的加入,PP/PE复合材料的拉伸强度开始增加,当添加量超过25％后,其拉伸强度开始降低;冲击强度是先增大后减小,但包覆APP变化的趋势比较大;氧指数逐渐增大．包覆APP的氧指数均好于硅烷处理APP的氧指数。     

Enhanced mechanical and flame-resistant properties of polypropylene nanocomposites with reduced graphene oxide-functionalized ammonium polyphosphate and pentaerythritol

A novel functionalized graphene oxide grafted by ammonium polyphosphate (GO-APP) was synthesized through acylating chlorination method to improve the flame retardancy and mechanical properties of polypropylene (PP) nanocomposites in combination with pentaerythritol (PER). During the mixing process, GO-APP nanosheets were thermally reduced and PP/rGO-APP/PER composites were finally obtained. In comparison, PP/rGO-APP/PER composites exhibit better mechanical, thermal, and flame-retardant performances than those of PP/APP/PER composites when containing the same loading of total additives. PP/APP/PER 30 wt % composite only passes V-1 rating in vertical burning tests (UL-94), whereas PP/rGO-APP/PER 25 wt % composite ranks V-0 rating. Furthermore, PP/rGO-APP/PER 30 wt % composite reaches the highest limiting oxygen index (LOI) value of 31.2%, and its impact strength is almost three times higher than pure PP. The improvement in the fire safety is mainly due to the enhanced char yield, and the “tortuous path” effect caused by intercalate-exfoliated structures formed in PP/rGO-APP/PER composites. © 2019 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2019 , 136, 48036.     

Microencapsulation of ammonium polyphosphate: Preparation,characterization, and its flame retardance in polypropylene

Microencapsulated ammonium polyphosphate (MCAPP) with a melamine–formaldehyde (MF) resin coating layer was prepared by in situ polymerization. MCAPP was characterized by Fourier transform infrared, X‐ray photoelectron spectroscopy, and so on. The results show that the microencapsulation with MF resin leads to a decrease in the particles' size and water absorption. The flame retardant action and mechanism of MCAPP and ammonium polyphosphate (APP) in polypropylene are studied using limiting oxygen index (LOI) and UL 94 test, and their thermal stability is evaluated by thermogravimetric analysis. The LOI value of the PP/MCAPP composite at 30 wt% loading is 30.5%, whereas the corresponding value of the PP/APP composite is only 20%. Moreover, the LOI values of the PP/MCAPP/PER composites are higher than the ones of the PP/APP/PER composites. In the UL 94 test, the PP/MCAPP/PER composites with suitable ratios of MCAPP to PER can reach the V‐0 rating, and the best rating of the PP/APP/PER composites is V‐1. V‐1. POLYM. COMPOS., 2008. © 2008 Society of Plastics Engineers     

膨胀阻燃三元乙丙橡胶/聚丙烯热塑性硫化胶的性能

分析了膨胀型阻燃剂聚磷酸铵(APP)、季戊四醇(PER)的加入方式对三元乙丙橡胶(EPDM)/聚丙烯(PP)体系硫化特性的影响,研究了加入不同膨胀型阻燃剂及协效剂硼酸锌(ZB)、有机蒙脱土(OMMT)对动态硫化EPDM/PP热塑性硫化胶(EPDM/PPTPV)性能的影响。结果表明,在动态硫化前加入APP或PER时,EPDM/PP体系不能进行硫化;当APP的加入量为30份时,EPDM/PPTPV的综合力学性能较佳;在EPDM/PPTPV中同时加入APP、PER、三聚氰胺(MEL)时,随着三者加入量的增加,体系的阻燃性能增强,但拉伸强度明显降低,三者的最佳用量为30份APP、10份PER、10份MEL,此时体系的黏度与纯EPDM/PPTPV相当;加入ZB或OMMT时,EPDM/PPTPV的拉伸强度降低,且加入OMMT体系的阻燃效果优于加入ZB体系;加入OMMT时,在低剪切速率下,体系的黏度减小;在高剪切速率下,体系的黏度增大;加入ZB时,在低剪切速率下,体系的黏度与未加ZB体系相当;在高剪切速率下,体系的黏度增大。     

Synthesis of amino trimethylene phosphonic acid melamine salt and its application in flame‐retarded polypropylene

Amino trimethylene phosphonic acid melamine salt (MATMP) was synthesized and used as acid source and blowing agent in intumescent flame‐retarded polypropylene (PP); its compositions were characterized by Fourier transform infrared spectroscopy and X‐ray powder diffraction. An intumescent flame retardant (IFR) system composed of MATMP, pentaerythritol (PER), and PP was tested by limiting oxygen index (LOI), UL‐94, cone calorimeter tests, and thermogravimetric analysis and compared with an ammonium polyphosphate (APP)/PER system. The results showed that MATMP had better water resistance than APP, the LOI value of PP/MATMP/PER composite can reach 30.3%, and a UL‐94 V‐0 rating can be reached at 25 wt % IFR loading. The amount of residual char of IFR MATMP/PER was 20.3 and 9.5 wt % at 400 and 600 °C, respectively. A thermooxidative degradation route and a possible flame‐retardant mechanism of IFR were proposed according to the analysis of evolved gases and residual chars. © 2018 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2018 , 135, 46274.     

PP/SEBS/MH复合材料的制备及其性能研究

采用极限氧指数（LOI）和热重分析（TGA）研究了聚丙烯（PP）/氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SEBS）/氢氧化镁（MH）复合材料的阻燃性能和热降解行为;探讨了SEBS和MH分别对PP/SEBS共混体系和PP/SEBS/MH复合材料力学性能和熔体流动速率的影响。结果表明：PP/SEBS/MH复合材料的力学性能和加工流动性能随着MH的质量分数增加而降低;复合材料高温下的热稳定性得到提高,MH分解吸热降低材料的热降解速率;MH以吸热方式在凝缩相和气相中发挥阻燃作用,复合材料阻燃性能得到提高,当MH的质量分数为60%时,LOI可达26.3%。     

氧化锌催化膨胀型阻燃剂对PP阻燃及力学性能的影响

研究了氧化锌催化膨胀型阻燃剂(APP/PER)对PP阻燃和力学性能的影响。研究表明,当APP/PER质量比为20/10,ZnO的质量分数为1．3%时,阻燃PP的LOI值达到最大；同时阻燃PP的拉伸强度和冲击强度比不含ZnO的PP有所提高。TG结果表明,ZnO的加入使阻燃PP燃烧时降解过程加快并生成更多的剩炭,形成稳定的保护层,从而提高了PP的阻燃效果。SEN的形貌观察表明,加入ZnO的试样燃烧炭膜孔径较小、孔膜较厚。