阻燃可染丙纶长丝的研究

丙涤共混阻燃纤维是以聚丙烯为基体,采用添加型共混加工技术,将聚丙烯(PP)、聚酯(PET)和复合阻燃剂经固体混料,挤出造粒,熔融纺丝而成。本文着重对多元共混体系的成纤规律、阻燃性能、纤维纺制工艺过程参数以及纤维的相态,超分子结构进行研究,以期对从事高分子阻燃材料和高分子共混改性研究的同行提供借鉴。     

低熔点阻燃聚酯的合成及复合纤维研究

将2-甲基-1,3-丙二醇(MPO)、2-羧乙基苯基次膦酸乙二醇酯(CEPPA-EG)、对苯二甲酸(PTA)和乙二醇(EG)进行共聚,合成低熔点阻燃聚酯,与阻燃聚酯PF560按1:1的比例制备成阻燃皮芯复合纤维,皮层为低熔点阻燃聚酯,芯层为阻燃聚酯PF560。采用极限氧指数分析仪、自动强伸仪、干热收缩仪、热性能分析仪对聚酯及其复合纤维进行表征,结果表明低熔点阻燃聚酯的极限氧指数(LOI)大于28,低熔点阻燃复合纤维的熔程为82～114℃,断裂强度为2.7 cN/dtex,在温度为95℃时干热收缩率小于7%,黏结温度为102℃,黏合强度高于常规低熔点复合纤维。     

PET-PEN共聚酯对PET/PEN共混物的增容作用及其机理

使用聚对苯二甲酸乙二酯(PET)-聚萘二甲酸乙二酯(PEN)无规共聚酯作增容剂,通过双螺杆挤出机熔融共混,制备了不同PET-PEN共聚酯用量的PET/PEN共混物,采用差示扫描量热分析、热重分析、热变形温度测试以及力学实验等方法,研究了该共混物的相容性及其它性能。结果表明,PET-PEN共聚酯对PET/PEN共混物具有明显的增容作用,能有效提高PET/PEN共混物的热稳定性,其用量越高,热稳定性提高越明显,当PET-PEN共聚酯用量为15质量份时,起始失重温度提高了20.3℃。PET-PEN共聚酯增容剂能提高PET/PEN共混物的维卡软化温度、拉伸和弯曲性能以及冲击性能,当PET-PEN共聚酯用量为5质量份时,增容改性的综合效果最好。     

全消光阻燃聚酯切片工业制造及性能表征

采用2-羧乙基苯基次磷酸(CEPPA)、[(6-氧(6H)-二苯并(c,e)(1,2)-氧磷杂己环-6-酮)甲基]-丁二酸(DDP),在连续化聚酯装置上工业化生产全消光阻燃聚酯切片。介绍了全消光阻燃聚酯切片的生产过程,并对产品性能进行了表征。结果表明:生产过程稳定,产品质量优异,全消光阻燃聚酯切片的结晶性能低于常规全消光切片,热稳定性能优于常规全消光切片,阻燃性能优良。     

豆油基磷–氯协同阻燃增塑剂的合成,表征和应用

使用可再生资源环氧豆油与三氯氧磷合成了豆油基磷–氯协同阻燃增塑剂。使用傅里叶变换红外光谱和核磁共振氢谱对合成产品的结构进行了分析和表征,结果表明得到了预期的产品。将该产品与聚氯乙烯(PVC)热塑共混成型制备了阻燃增塑PVC共混体系,使用热重分析仪、马弗炉、极限氧指数(LOI)仪和万能拉力试验机对阻燃增塑PVC共混体系的热稳定性能、阻燃性能及力学性能进行了表征。结果表明,合成的大豆油基磷–氯协同阻燃增塑剂对PVC具有高效的阻燃和增塑作用,当其用量从0份增加到30份时,阻燃增塑PVC共混体系的LOI从24.1%增加到33.2%,断裂伸长率从170.14%增加到260.32%,热稳定性也得到提高;合成的阻燃增塑剂的阻燃机理主要是通过促进PVC共混体系表面形成致密的炭层来阻止共混体系进一步热降解。     

阻燃涤纶工业丝的制备及性能研究

对普通阻燃聚酯切片进行干燥增黏,得到低含水率的高黏度聚酯阻燃切片,再通过优化纺丝工艺,生产制备得到阻燃涤纶工业丝。利用差示扫描量热仪、热重分析仪、极限氧指数仪和纤维强伸仪等对样品的熔点、热焓、阻燃性、热稳定性和力学性能进行分析测试,结果表明:干燥增黏的切片在挤出温度284~305℃、拉伸定形温度90~230℃、卷绕速度2 700~2 900 m/min的工艺条件下纺丝,得到质量稳定的阻燃涤纶工业丝,其断裂强度为6.52 c N/dtex,断裂伸长率为17.1%,极限氧指数为31.5%。该产品的断裂强度高、断裂伸长率低、力学性能稳定并具备优良的阻燃特性。     

三元有机复合热稳定剂对阻燃聚丙烯体系热稳定性能影响的研究

本文介绍了三元有机复合热稳定剂(R_1+R_2+R_3)对八溴醚-Sb_2O_3-聚丙烯混合体热稳定性的影响。主稳定剂R_1具有良好的耐热、耐候和相容性,在170～260℃能有效吸收八溴醚热分解产生的溴化氢;辅助热稳定剂R_2是含有环氧基的多功能热稳定剂,能抑制具有催化降解PP作用的金属溴化物的积聚;R_3是一种金属螯合物,主要与Sb_2O_3中存在的其他微量金属与溴化氢生成的金属溴化物起络合作用。添加复合热稳定剂使丙涤共混切片的放热峰由240℃提高到260℃,满足了加工要求。     

不同磷含量阻燃共聚酯热性能研究

选用含磷阻燃剂2-羧乙基苯基次膦酸(CEPPA)合成了不同磷含量的阻燃改性共聚酯。利用DSC、TGA对其热性能进行了分析,并对切片干燥后的特性粘度降进行了测试。结果表明,随着阻燃剂含量的添加,阻燃共聚酯的玻璃化转变温度(T_g)、冷结晶峰(T_c)、熔点(T_m)下降,熔融结晶峰(T_(mc))增大,样品的结晶能力下降;阻燃共聚酯的热失重活化能低于纯PET的热失重活化能;随着磷含量增大、干燥温度的升高,样品的特性粘度降增大。阻燃聚酯干燥过程应避免空气同时适当降低干燥温度。     

纤维级复合阻燃PA 6的制备及其热稳定性研究

以三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)与硫化锌(ZnS)或类石墨相氮化碳(g-C_3N_4)或9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物衍生物(ZDOPO)复配体系为阻燃剂,与聚己内酰胺(PA 6)切片共混、造粒、干燥、纺丝,制备阻燃PA 6纤维;通过常规升温热失重分析以及模拟纺丝过程恒温热失重分析,研究阻燃剂种类及含量对PA 6共混体系热稳定性的影响。结果表明:在阻燃剂总质量分数为6.0%条件下,添加MCA/ZDOPO复配体系对PA 6共混体系的热稳定性影响最小,制备的阻燃PA 6纤维具有良好的力学性能和阻燃性能;添加MCA质量分数3.0%、ZDOPO质量分数3.0%,PA 6/MCA/ZDOPO共混体系热失重5%时的热分解温度为393.8℃,热失重10%时的热分解温度为412.6℃,与纯PA 6的热学性能非常接近,制备的阻燃PA 6纤维的断裂强度为1.9 cN/dtex,断裂伸长率为75.8%,极限氧指数可达29.0%。     

共聚改性阻燃聚酯的合成与表征

通过共聚法合成得到一种含有新型磷-氮阻燃剂Fyrol-6的阻燃聚酯,并通过改变反应温度、反应时间和催化剂用量,得到了优化的合成反应条件。在优化条件下,分别合成了阻燃剂添加量为对苯二甲酸双羟乙酯(BHET)质量的5%、10%、15%、20%的阻燃聚酯,对合成的阻燃聚酯进行了红外光谱(FTIR)、热失重(TG)和极限氧指数(LOI)测试。结果表明,合成的阻燃聚酯中含有BHET、Fyrol-6和OPA三种原料的结构特征;阻燃剂进入到聚酯分子链中后,其热稳定性提高,所制得的阻燃聚酯具有较高的LOI值,这种新型阻燃聚酯有望作为一种添加型阻燃剂应用于PET的阻燃改性。     

丙涤共混阻燃纤维相态结构的研究

为解决丙纶不能染色、易燃烧先天性缺陷采用共混方法,在聚丙烯树脂中添扣复合阻燃剂和复合热稳定剂。本文研究了这一复杂的多元共混体的相态结构,结果表明,PP作为连续相,PET和PETA完全相溶,并作为分散相精细分布在PP相畴间,属基体——网状微纤结构。复合阻燃剂和复合热稳定剂组成“阻燃微粒”,分布在PP、PET-PETA相畴间,并对两相有较好的相溶性,电镜照片显示为这种“阻燃微粒”粘附在PET-PETA微纤上。     

纺细旦PP纤维用阻燃树脂制备及其可纺性研究

通过对一系列添加型阻燃剂的阻燃性、可纺性、纺丝环境的对比研究，确定了一种复配阻燃剂。结果表明：该阻燃ＰＰ体系的流动性好、热性能稳定，所纺制的细旦丙纶初生纤维具有较好的可拉伸性能。     

Enhanced flame retardancy,smoke suppression,and acid resistance of polypropylene/magnesium hydroxide composite by expandable graphite and microencapsulated red phosphorus

Low flame retardant efficiency and poor acid resistance of filled polymer composites are two main drawbacks of magnesium hydroxide (MH) as a flame retardant (FR). To solve these problems, expandable graphite (EG) and microencapsulated red phosphorus (MRP) were introduced into polypropylene/magnesium hydroxide (PP/MH) composite by melt compounding. The obtained PP/MH/EG/MRP quadruple composite was studied regarding its fire behavior as well as acid resistance. Obvious flame retardant synergism among MH, EG, and MRP is found in PP, which diminishes the loading of FR from 63.0 to 37.5 wt% to obtain V-0 rating in UL-94 test and low smoke release. Compact intumescent char with high thermo-oxidative stability was generated on composite surface, which plays a vital role in flame retardancy. The removal of MH by acid erosion on PP/MH/EG/MRP composite surface does not affect production of intumescent char and fire behavior of this composite. The composite displays good fire retardancy, smoke inhibition, and acid resistivity concurrently. This article renders an easy and cheap route to overcome the main faults of MH.     

环保型阻燃涤纶全拉伸丝生产工艺探讨

介绍了环保型阻燃涤纶全拉伸丝(FDY)熔融纺丝生产的过程,通过实验确定采用磷系阻燃母粒与聚酯切片共混进行纺丝。该阻燃母粒与聚酯切片共混纺丝时,纤维可纺性良好,热稳定性比较高,断裂强度随阻燃剂加入量的增加而降低,当阻燃母粒的质量分数在5%￣7%时,阻燃FDY强度能达到3.2cN/dtex,织物的极限氧指数超过30%。探讨了阻燃母粒的干燥、聚酯切片的干燥、纺丝温度、纺丝组件及拉伸条件对阻燃FDY长丝生产的影响,通过优化工艺条件可以生产出物理机械性能和阻燃效果良好的阻燃FDY产品。     

Studies on intumescent flame retardant polypropylene composites based on biodegradable wheat straw

Wheat straw (WS) has numerous advantages compared with traditional bioadditives such as starch and lignin. So in this work, based on WS and silica microencapsulated ammonium polyphosphate, flame retardant polypropylene/wheat straw (WSP) composites were prepared by melted blend method. Flame retardant and thermal properties of WSP composites have been investigated. The results of cone calorimeter show that peaks of heat release rate and total heat release of the flame retardant WSP composite decrease substantially compared with those of pure polypropylene. The peak of heat release rate value of the flame retardant WSP composite decreases from 1290.5 to 247.9 kW/m², and the total heat release value decreases from 119.4 to 46.3 MJ/m². Meanwhile, thermal degradation and gas products of the flame retardant WSP composite were monitored by thermogravimetric analysis and thermogravimetric analysis‐infrared spectrometry. The result of thermal analysis shows that the flame retardant WSP composite has a high thermal stability and has a 30.0 wt% residual char at 600°C. From this work, we hope to provide a method to prepare flame retardant polymer composites with a biodegradable natural material‐WS.     

复合阻燃剂/PET共混物的流变性研究

将复合阻燃剂/PET共混改性,其质量比为2%～7%。研究表明,复合体系为非牛顿假塑性流体,其表观黏度随剪切速率的增大而减小;随着复合阻燃剂含量增大,共混物非牛顿流动指数下降,剪切速率上升,流变性能改善;共混物的黏流活化能为78.3 kJ/mo1,黏温依赖性与普通PET相似。     

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.     

An efficient approach to improving fire retardancy and smoke suppression for intumescent flame‐retardant polypropylene composites via incorporating organo‐modified sepiolite

In this work, an efficient approach to improving the fire retardancy and smoke suppression for intumescent flame‐retardant polypropylene (PP) composites is developed via incorporating functionalized sepiolite (organo‐modified sepiolite [ONSep]). The PP composites with different amounts of intumescent flame retardants and ONSep were prepared by melt compounding. The morphology, thermal behavior, fire retardancy, smoke suppression, and mechanical property of flame‐retardant PP composites were studied. The results indicate an appropriate amount of ONSep in the flame‐retardant PP composites can increase thermal degradation temperature and char formation as well as a reduction of the peak heat release rate and total heat release; moreover, the addition of ONSep significantly decreases the CO production, total smoke production, smoke production rate, and smoke temperature. Simultaneously, the impact strength of intumescent flame‐retardant PP composite is also maintained by introducing an appropriate amount of ONSep as compared with that without ONSep.     

丙纶阻燃母粒的研制

丙纶阻燃母粒的配方由载体、阻燃体系和稳定体系三大部分组成。经过试验筛选,选用高效含溴有机化合物和氧化锑组成二元阻燃体系;以有机锡为主组成的三元热稳定体系和以紫外线吸收剂作为光稳定剂;采用聚烯烃树脂作载体。此外,对丙纶阻燃母粒制造的工艺路线和性能、应用也作了简单介绍。     

环保型阻燃增强聚丙烯的研制

以氮-磷系阻燃剂,马来酸酐接枝聚丙烯（PP-g-MA）与阻燃用有机改性纳米蒙脱土（ONMMT-FR）的母粒作相容剂和阻燃协效剂、玻璃纤维增强剂,对聚丙烯（PP）进行阻燃增强改性,制得的纳米复合材料阻燃性达到UL-94 V-0级（1.6 mm）,且低烟,无熔滴,拉伸强度40.8~41.5 MPa,弯曲强度68.2~70.5 MPa,缺口冲击强度8.48~8.95 kJ/m2,热变形温度159~160℃（0.45 MPa下）。