EPDM/PP/IFR/Nano-ZnO阻燃复合材料的制备及其性能研究

将纳米氧化锌(nano-ZnO)作为协效改性剂与膨胀阻燃剂(IFR)复配,制成IFR/nano-ZnO复合阻燃剂,并将其用于三元乙丙橡胶/聚丙烯(EPDM/PP)复合材料的阻燃。研究了nano-ZnO用量对该EPDM/PP/IFR/nano-ZnO阻燃复合材料的阻燃性能和力学性能的影响。结果表明:EPDM/PP/IFR/nano-ZnO阻燃复合材料具有优良的阻燃性能,且材料的力学性能明显改善;另外,当nano-ZnO用量为2%时,该阻燃复合材料的综合性能最佳。     

IFR阻燃EVAC燃烧性能的研究

采用不同质量配比的聚磷酸铵(APP)、季戊四醇(PER)、三聚氰胺(MEL)制备磷氮膨胀型阻燃剂(IFR)体系,用以阻燃乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVAC),探讨了三种组分配比对EVAC阻燃性能和力学性能的影响。用拉伸性能评价IFR与EVAC相容性对力学性能的影响。利用锥形量热仪(CONE)评价IFR用量对EVAC阻燃性能和燃烧火灾性能参数的影响及阻燃机理。结果表明,PER与EVAC的相容性优于APP与EVAC的相容性;在IFR体系添加量为30份,APP∶PER=4∶1时氧指数最高,达到28.5%,材料的垂直燃烧测试可达UL–94 V–0级,水平燃烧测试达到HB级;CONE测试表明当阻燃剂IFR添加量为30%时,EVAC的火灾性能指数提高,生烟速率下降。     

ZnB对LGFPP/IFR阻燃体系性能的影响

通过熔融共混法制备了长玻纤增强聚丙烯/膨胀阻燃剂/硼酸锌(LGFPP/IFR/ZnB)复合材料,并测定了其阻燃性、热稳定性及力学性能;通过扫描电镜(SEM)观察燃烧后的微观形貌,考察了ZnB对LGFPP/IFR阻燃体系性能的影响。结果表明:适当用量的ZnB与IFR阻燃剂具有协同阻燃作用,可提高LGFPP/IFR体系的阻燃性、热稳定性及力学性能。在LGFPP/IFR阻燃体系中添加2%的ZnB,LGFPP/IFR/ZnB复合材料的氧指数提高到23.6%;拉伸强度、弯曲强度和冲击强度分别提高了10.7%、15.1%和31.9%。     

DMMP/IFR阻燃发泡聚氨酯的研究

将甲基膦酸二甲酯(DMMP)与膨胀阻燃剂(IFR)复配后添加到聚氨酯中,制备阻燃聚氨酯发泡材料(RPUF),研究了RPUF的阻燃性能、表观密度、力学性能、热降解行为及泡孔结构。结果表明:当DMMP与IFR以质量比2:3复配后阻燃聚氨酯时,RPUF的氧指数达到了27.2%,同时对RPUF的表观密度和压缩强度有一定影响。另外,阻燃剂的加入改变了RPUF体系的热降解过程,降低了材料的热分解速率,提高了材料高温时的残炭率和热稳定性。     

温度响应型纳米涂层涂覆PBAT/PLA复合薄膜的制备及性能研究

利用N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)对纤维素纳米纤丝(NFC)进行接枝改性,使NFC功能化,将改性NFC(PNIPAM-NFC)与纳米蒙脱土(MMT)、聚乙烯醇(PVA)混合制成复合涂层溶液,将涂层溶液涂布于生物降解聚对苯二甲酸/己二酸丁二醇酯/聚乳酸(PBAT/PLA)薄膜表面制备阻隔型复合薄膜。采用扫描电子显微镜(SEM)、差示扫描量热仪(DSC)、万能拉力试验机和水蒸气透过率测试仪对复合薄膜的结构、表面形貌、热学性能、力学性能及阻隔性能进行表征。结果表明：加入适量的PNIPAM-NFC可有效提高涂覆PBAT/PLA复合薄膜的水蒸气阻隔性能,使其水蒸气透过系数(WVP)降低(温度30℃、湿度90%条件下)。当PNIPAM-NFC用量为0.5份时,未添加N,N-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)的复合薄膜的WVP为5.26×10^-14 g·cm/(cm²·s·Pa),比纯PBAT/PLA薄膜降低44.86%。     

IFR阻燃ABS体系燃烧性能的研究

以均匀设计数学模型为基础,利用计算机辅助系统(CAD),研究膨胀阻燃剂(IFR)三组分,聚磷酸铵(APP)、季戊四醇(PER)、三聚氰胺(MEL)对ABS阻燃性能的影响,体系中IFR质量分数为30％.结果表明:MEL用量为30份,APP/PER的质量比约为2/1时,垂直燃烧(UL-94)难燃级别可以达到Ⅴ-0级;固定APP/PER的质量比为2/1,随着MEL用量的增加,极限氧指数(LOI)降低,UL-94垂直燃烧时间增大;通过实验观察,提出“T型头”和“火焰簇”两种燃烧现象,并利用IFR阻燃机理,解释了LOI与UL-94形成竞争关系的原因.     

近红外光响应聚乳酸薄膜的制备及其性能研究

采用了层层自主装沉积技术制备了具有近红外光响应的聚乳酸/硫酸软骨素/金(PLA/CS/Au)薄膜,并研究了纳米金在PLA/CS表面的分布情况及激光功率对PLA/CS/Au薄膜的影响。FTIR光谱证实了PLA/CS的成功合成。TG分析中,PLA/CS/Au薄膜中纳米金的含量大致在5%,验证了PLA/CS/Au薄膜的成功合成。TEM表明纳米金仅存在于PLA/CS薄膜表面,而且纳米金对PLA/CS薄膜具有稳定的附着性。近红外光响应测试表明,可以通过调节激光功率对PLA/CS/Au薄膜进行激光活化以释放或去除薄膜的上涂层,并且随着激光功率的升高,纳米金对薄膜的破坏程度也随之提高。     

液相反应自组装制备ZrO_2薄膜及性能研究

本次试验利用自组装单分子层技术与液相沉积技术的结合在较低温度下硅基板表面上沉积了二氧化锆晶态薄膜。并利用X-射线衍射仪、金相显微镜、扫描电镜等对二氧化锆膜层的相组成和表面形貌进行了观察。实验在前驱液是硫酸锆盐酸水溶液且硫酸锆的浓度为0.02 mol/L,盐酸溶剂的浓度为0.3 mol/L,沉积温度为70℃,沉积时间在10h以上且不会超过14h,烧结温度为500℃,并利用基底表面的功能化自组装膜层对前驱体溶液的诱导作用,在单晶硅基板表面制备出与基底结合紧密、结构致密均一的二氧化锆纳米晶态薄膜。     

PVA/石榴皮粉复合薄膜的制备及性能研究

以聚乙烯醇(PVA)为基材、石榴皮粉为填充材料,采用溶液共混的方法制备了不同石榴皮粉含量的PVA/石榴皮粉复合薄膜。通过扫描电子显微镜(SEM)、红外光谱、紫外可见光谱、力学性能测试、水蒸气透过率测试、热重差热分析等手段考察了石榴皮粉含量对PVA复合薄膜性能的影响。结果表明:石榴皮粉与PVA相容性良好,与纯PVA薄膜相比,PVA/石榴皮粉复合薄膜的热稳定性显著增强,并表现出优异的紫外光阻隔性能,同时,随着石榴皮粉含量的增加,复合薄膜的水蒸气透过率提高,脆性增大。     

氮-磷复合阻燃剂的制备及阻燃性能研究

以双三羟甲基丙烷、三氯氧磷、三聚氰胺为原料,合成膨胀型阻燃剂双三羟甲基丙烷双磷酸酯三聚氰胺盐。主要考察了原料配比、反应温度及反应时间的影响,结果表明,配比为4∶1,反应温度为70℃,反应时间为5h时,可得中间体收率超过95.0%,产物阻燃效果好。产物用红外光谱定性检测。     

聚苯乙烯/次磷酸铝复合材料的制备及阻燃性能

采用熔融共混的方法制备了聚苯乙烯/次磷酸铝(PS/AHP)复合材料。采用热重分析测试研究了复合材料的热稳定性,通过极限氧指数、垂直燃烧和微型量热测试研究了复合材料的阻燃性能。研究表明:次磷酸铝(AHP)有效提高了PS/AHP复合材料的阻燃性能,当次磷酸铝添加量为20%时,复合材料可以达到UL-94 V-0级别,极限氧指数为24.0%;热重分析研究表明次磷酸铝的加入可以延缓聚苯乙烯分子链的降解,提高复合材料高温成炭率;微型量热(MCC)测试表明PS/AHP30与纯PS相比,其热释放速率峰值和总热释放分别下降40.5%和18.9%。     

磷杂化低聚物/聚苯乙烯材料的制备及阻燃性能

二氯磷酸苯酯(PDCP)、乙二醇(EG)和甲醇通过逐步聚合法合成磷杂化低聚物(OPP),OPP与聚苯乙烯(PS)掺杂共混,制备了磷杂化低聚物/聚苯乙烯(OPP/PS)复合材料。通过FTIR和凝胶渗透色谱(GPC)对OPP进行了表征。采用万能材料试验机、热重分析仪(TGA)、极限氧指数(LOI)测定仪和微型量热仪考察了OPP/PS复合材料的机械性能、热稳定性和燃烧性能,利用SEM和XPS表征了炭层形貌及成分,通过Flynn-Wall-Ozawa(FWO)法计算了复合材料的热降解活化能(Ea)。结果表明:随着OPP质量分数的增加,复合材料残炭率逐渐提高。当w(OPP)=10%时,OPP/PS复合材料的热释放速率峰值(PHRR)为585.00 W/g、总热释放量(THR)为14.41 k J/g、LOI为24.5%、氮气氛围中残炭率为11.27%,Ea随热降解转化率(α)的增大而增大。OPP的热分解产物聚偏磷酸催化基体成炭,并与炭层覆盖在材料表面构成了热和氧的隔断层,提高了OPP/PS复合材料的热稳定性与阻燃性能。     

LGFPP/IFR/SP阻燃复合材料的协同阻燃机理

以海泡石(SP)作为协效剂,研究SP与膨胀型阻燃剂(IFR)协同阻燃LGFPP复合材料的性能。通过极限氧指数(LOI)、垂直燃烧(UL-94)、热重分析(TG)等表征LGFPP/IFR/SP复合材料的协同阻燃性能及协效机理。结果表明:随着SP协效剂用量增加,LGFPP/IFR/SP复合材料的LOI呈先增加后降低的趋势,当SP用量为1%时,复合材料的LOI为29.3%,燃烧等级达到V-0级;Ozawa法计算得到复合材料的活化能随着失重率的增大而增大;在LGFPP/IFR/SP阻燃协效体系中,海泡石主要为化学协效阻燃机理。     

层状阻燃结构对PBT/IFR复合材料性能的影响

通过熔融共混和模压成型技术制备了聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)/膨胀型阻燃剂(IFR)共混和层状复合材料,其中层状复合材料为3层阻燃结构,内层为非阻燃层(纯PBT),内层外面两层为阻燃层(PBT/IFR)。通过UL94垂直燃烧、极限氧指数(LOI)以及拉伸和冲击性能测试对比分析了两种复合材料的阻燃性能和力学性能。结果表明,与PBT/IFR共混复合材料相比,PBT/IFR层状复合材料的阻燃性能提高幅度更大,虽然低IFR含量下其力学性能低于共混复合材料,但随着IFR含量增加,力学性能下降幅度更小。当层状复合材料中的阻燃层/非阻燃层/阻燃层的厚度比为1.5 mm/1 mm/1.5 mm,即IFR质量分数为22.5%时,其拉伸强度、断裂伸长率和冲击强度与相同IFR用量下的共混复合材料相当,而阻燃性能与IFR质量分数为30%的共混复合材料相当,其UL 94阻燃等级达到V–0级,LOI提高到24.4%。这表明,采用层状阻燃可控受限结构,可在较低的IFR用量下更好地提高PBT/IFR复合材料的阻燃性能,同时减缓了力学性能下降的幅度。     

无卤阻燃ABS/空心微珠复合材料的研究

研究了膨胀型阻燃剂、空心微珠、膨胀型阻燃剂／空心微珠对ABS树脂力学、加工及阻燃性能的影响。结果表明：膨胀型阻燃剂对ABS有一定的阻燃效果,且与空心微珠存在协同作用;在ABS／膨胀型阻燃剂／空心微珠(80／20／20)阻燃体系中,加入5份的弹性体SBS时,可使ABS复合材料获得较佳的综合性能。     

水镁石基复合阻燃剂制备工艺研究

采用化学复合法制备出水镁石基复合阻燃剂，通过正交试验法分析了制备工艺的主要影响因素，确定了最佳工艺条件。结果表明，与目前普遍采用的机械混合相比，此工艺能更好地实现阻燃剂问的均匀分散，发挥阻燃剂的协同效应；用水镁石基阻燃剂填充的EVA材料．氧指数可达41．8％．拉伸强度达13.4MPa，断裂伸长率达193％，较表面未包覆的水镁石及水镁石与氧化锌机械混合样的应用性能都有显著提高。