双基协同阻燃环氧树脂HPCTP-DOPS/EP的性能研究

单一的磷杂菲、磷腈类阻燃剂的阻燃效果有限,为了改善9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-硫化物(DOPS)对环氧树脂(EP)的阻燃效果,将DOPS和六苯氧基环三磷腈(HPCTP)复配应用于EP。在总含P量为1.2wt%时,通过调整磷杂菲和磷腈阻燃剂中含P量的比例,将DOPS和HPCTP复配添加到EP中,制备EP复合材料。利用极限氧指数(LOI)、垂直燃烧(UL-94)、热重(TG)、锥形量热(CONE)、扫描电镜-能量色散X射线谱(SEM-EDS)、热重-红外光谱联用(TG-IR)等测试手段研究不同比例的磷杂菲和磷腈基团对EP热稳定性和阻燃性能的影响,探究双基协同阻燃规律和机制。研究结果表明：P、S元素之间存在协同阻燃作用,当总含P量为1.2wt%时,复合体系中随着含S量的增加,HPCTP-DOPS/EP的LOI值和UL-94等级逐渐升高,当HPCTP和DOPS中的含P量比为0.2∶1时,HPCTP-DOPS/EP的LOI值为30.4%,达到UL-94 V-0级,总热释放量(THR)和热释放速率峰值(PHRR)显著降低,燃烧后形成了更加致密、稳定的膨胀炭层,优于两种阻燃剂单独使...     

聚乳酸/DOPS衍生物阻燃复合材料的非等温热降解动力学研究

近年来,磷杂菲类阻燃剂因其良好的阻燃性和相容性等特点而被阻燃界学者们广泛研究。本工作以一种新型磷杂菲衍生物马来酸酐-9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-硫化物(MAH-DOPS)为阻燃剂,将其添加到聚乳酸(PLA)中制备PLA/MAH-DOPS阻燃复合材料;再通过TG/DTG方法研究其热降解过程;最后采用Kissinger法、Flynn-Wall-Ozawa法和Coats-Redfern法对PLA和PLA/MAH-DOPS的非等温热降解动力学数据进行分析,求出热降解活化能(E)和指前因子(A),并推测出可能的热降解机理及其动力学方程。实验结果表明：与纯PLA相比,PLA/MAH-DOPS的初始分解温度(T_5%)、最大热失重速率(R_max)和峰温(T_P)均降低,残炭量升高。热降解动力学参数分别为E_K(PLA)=174.02 kJ/mol,E_O(PLA)=178.45 kJ/mol, lnA_K(PLA)=31.90,E_K(PLA...     

硫化DOPO衍生物阻燃环氧树脂的性能与阻燃机制

为了获得综合性能好的阻燃环氧树脂(EP)复合材料,将9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-硫化物(DOPS)的衍生物应用于EP。首先,通过DOPS和马来酸酐(MAH)反应合成磷杂菲衍生物马来酸酐-9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-硫化物(MAH-DOPS),采用FTIR、¹H NMR、³¹P NMR等手段确定其结构;其次,分别将DOPS和MAH-DOPS添加到EP中,通过共混制备复合材料DOPS/EP和MAH-DOPS/EP;再次,对比了DOPS/EP和MAH-DOPS/EP的热稳定性、阻燃性能和力学性能;最后,探讨了MAH-DOPS对EP的燃烧性能和热降解行为的影响,深入分析其阻燃机制。通过对比发现：阻燃剂DOPS的初始分解温度(T_5%,205.4℃)低于MAH-DOPS(235.2℃),在添加相同质量分数的阻燃剂时,复合材料DOPS/EP的热稳定性也低于MAH-DOPS/EP,与阻燃剂热稳定性一致;阻燃剂DOPS和MAH-DOPS均能改善EP的阻燃性能,MAH-DOPS/EP具有更优异的阻燃效果。...     

环氧树脂/DOPS衍生物复合材料的阻燃性能及热降解行为

聚合物材料的阻燃性能与其热降解行为密切相关，研究热降解行为对理解其阻燃机理具有重要意义。在分析环氧树脂/DOPS衍生物(EP/MAH-DOPS)的阻燃性能和热稳定性的基础上，研究其热降解行为，并分析其残炭形貌，最后探讨其阻燃机理。实验结果表明：当阻燃剂含量为7.5%(质量分数)时，EP/MAH-DOPS的极限氧指数(LOI)值为29.3%,达到UL-94 V-0级，与纯EP相比，其热释放速率峰值(PHRR)和总热释放量(THR)分别降低了43.83%和7.43%;其初始分解温度(T_5%,333.81℃)低于纯EP(376.84℃),600℃的残炭量提高到22.12%。MAH-DOPS的加入促进了EP提前分解和成炭，从而进一步降低了EP的活化能。热重-红外(TG-FTIR)联用分析结果表明，阻燃剂MAH-DOPS主要通过热解产生磷氧自由基实现气相阻燃。扫描电子显微镜(SEM)结果表明，EP/MAH-DOPS能够形成更加完整、致密的炭层。从阻燃机理看，阻燃剂MAH-DOPS通过自由基猝灭和成炭分别在气相和凝聚相发挥阻燃作用，但以气相阻燃为主。     

环三磷腈和DOPS双基协同阻燃对环氧树脂性能的影响

为了提高环氧树脂(EP)的阻燃性能，将双基阻燃剂六(4-(9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-硫化物)-羟甲基苯氧基)环三磷腈(HAP-DOPS)和六苯氧基环三磷腈(HPCTP)/9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-硫化物(DOPS)分别添加到EP中，在含磷量为1.8%(质量分数)时，对比研究了磷腈、磷杂菲基团在分子内和分子间双基协同阻燃对EP性能的影响，探索了其阻燃规律，同时研究了不同添加量的HAP-DOPS对EP的热稳定性、阻燃性能和成炭性能的影响，并分析了其阻燃机理。结果表明，15%HAP-DOPS/EP的极限氧指数(LOI)值提高至31.4%，垂直燃烧测试(UL-94)达到V-0级；当HPCTP/DOPS/EP的含磷量为1.8%,P_HPCTP∶P_DOPS=1∶1时，复合体系的LOI值为31.2%，达到UL-94 V-0级，即阻燃剂HAP-DOPS和HPCTP/DOPS均能有效改善EP的阻燃性能，但HAP-DOPS在降低热释放方面更有优势，HAP-DOPS/EP的潜在火灾危险性低于HPCTP/DOPS/EP。残炭分析...