用锥形量热仪研究膨胀性非卤阻燃聚丙烯阻燃性

分别采用原位反应增容法和直接添加阻燃剂法制备了膨胀型非卤阻燃聚丙烯,并利用锥形量热仪系统评价了这两种方法制备的膨胀型非卤阻燃聚丙烯的阻燃性能.结果表明:膨胀型非卤阻燃聚丙烯具有优异的阻燃性能,不同制备方法对其阻燃性能有显著的影响;与直接添加法相比,原位反应增容法制备的膨胀型非卤阻燃聚丙烯的点燃时间从23s延长至27s,最大热释放速率从298 kW/m2降至249 kW/m2,平均热释放速率从125.4kW/m2降至86.5 kW/m2,总释放热从148 6 MJ/m2降至124.5 MJ/m2,总生烟量从372 m2/m2降至266 m2/m2,燃烧残重从27.5%增至33.9%,说明原位反应增容法制备的膨胀型非卤阻燃聚丙烯具有更好的阻燃性.     

氢氧化镁/可膨胀石墨/聚丙烯复合材料的热降解过程与燃烧行为

以可膨胀石墨(EG)和氢氧化镁(MH)为无卤阻燃剂，通过熔融共混法制备了无卤阻燃聚丙烯(PP)复合材料(EG/PP、MH/PP和MH/EG/PP)，采用热重法研究了复合材料的热降解过程，以氧指数(LOI)和垂直燃烧(UL-94)评价研究了复合材料的阻燃性能，采用锥形量热仪研究了复合材料的燃烧行为.结果表明:MH和EG间存在显著的协同阻燃作用，在阻燃剂质量分数为60%时，MH与EG质量比为5 : 1的MH/EG/PP材料其氧指数可以达到29.7，与MH/PP复合材料相比提高了11.2%；EG与MH协同具有良好的降低热释放作用，与PP和MH/PP相比，MH/EG/PP复合材料的热释放速率峰值(peak-HRR)分别降低了73.9%和34.2%；EG和MH的协同作用大幅度降低了MH/EG/PP的质量损失速率；结合残炭的形貌结果，揭示了EG和MH协同阻燃机理的关键在于增强了炭层的隔热和隔氧作用.     

木塑复合材料燃烧性能的研究

利用锥形量热仪等评价方法,从引燃时间、释热、质量损失和发烟等方面对木塑复合材料（WPC）以及阻燃WPC的燃烧性能进行了研究。结果表明：WPC的引燃时间为27 s,比人工林木材的引燃时间长,与中密度纤维板（密度086 g/cm3）相当;WPC的释热速率峰值404 kW/m2,燃烧1 200 s的释热总量为180 MJ/m2,平均有效燃烧热为28 MJ/kg,燃烧释热高于人工林木材;WPC的平均质量损失速率为7 g/(s·m2),低于人工林杨木和马尾松木材;WPC的发烟总量高于人工林木材。相对于聚丙烯（PP）而言,WPC的释热速率峰值远低于PP,木材的引入降低了PP的高释热速率,且质量损失率峰值也大幅度降低。阻燃WPC的释热速率和释热总量有所降低,但发烟量增大,尤其是含卤阻燃物质。因此,对于WPC不宜选择有卤阻燃剂。     

膨胀型阻燃聚丙烯的熔融及非等温结晶行为

将多聚磷酸铵(APP)-季戊四醇(PT)-三聚氰胺(M)体系选作膨胀型阻燃剂,研究了聚丙烯/膨胀型阻燃添加剂(PP/IFR)共混物的熔化及非等温结晶行为.从DSC获得的结果表明,IFR对PP的熔化行为影响很小,但IFR的加入导致PP/IFR共混物的结晶速率比纯PP加快, Avrami指数n和结晶速率常数Zc说明其等温结晶过程为典型的三维生长的异核球状结晶;POM和SEM分析证明,IFR影响PP球晶的尺寸,但不影响其形貌结构.     

硅烷偶联剂改性茶皂素膨胀阻燃剂及涂料应用

采用硅烷偶联剂(KH-550)对茶皂素复合型膨胀阻燃剂(CTS-IFR)进行改性处理,并应用于阻燃涂料.考察了硅烷偶联剂改性茶皂素膨胀阻燃剂(SMTS-IFR)的制备工艺,采用FTIR和SEM对改性阻燃剂进行了结构表征,采用同步热分析仪测试了其热解性能,并对含该改性阻燃剂的阻燃涂料(SMTS-IFRC)进行了阻燃性能及燃烧性能分析.结果表明:硅烷偶联剂改性阻燃剂制备的适宜条件为改性温度80℃,反应时间4h,硅烷偶联剂用量2.5%(质量分数);所制改性阻燃剂中硅烷偶联剂与阻燃剂被证实发生了反应,形成了良好包覆,分散均匀,具有良好的热稳定性,且其高温残炭量明显增加;锥形量热试验结果表明,含该改性阻燃剂的阻燃涂料具有良好的耐火性能,且改性阻燃剂涂料试样燃烧过程中的平均热释放速率为62.29kW/m2,总热释放量为52.66kJ/m2,平均有效燃烧热为11.31kJ/kg,平均质量损失速率为0.046 91g/s,较未改性的阻燃剂涂料,其阻燃性能明显提高.     

硼酸盐对阻燃PP复合材料性能的影响

采用熔融共混挤出法,制备了掺杂少量硬硼钙石(CB)或硼酸锌(ZB)的阻燃聚丙烯(PP)复合材料,研究了CB和ZB对填充蜜胺包覆聚磷酸铵(APP-102)、三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)阻燃PP复合材料的燃烧性能、热稳定性、机械性能、熔融结晶性能的影响. 结果表明:少量CB或ZB(质量分数为2.0%)能有效提高阻燃PP复合材料的阻燃性能,极限氧指数(LOI)从25.7%分别提高到27.6%和27.7%,UL-49等级从V-2提升到V-0,热释放峰值(pHRR)和总放热量(HRR)有一定程度的降低; CB和ZB有效改善了阻燃PP复合材料的热稳定性,燃烧时硼元素在表面促进形成连续紧密的炭层; 少量CB或ZB的添加不仅没有劣化阻燃PP复合材料的机械性能,而且使拉伸模量、弯曲模量略有升高,同时提高了阻燃PP复合材料的结晶速率和结晶度. 因此,CB与ZB类似,可被应用于PP的协同阻燃工艺.     

PBS膨胀阻燃体系的热降解动力学分析

通过熔融共混用四元碳酸根型层状双羟基金属氧化物(LDHs)、膨胀阻燃剂(IFR)和全降解材料聚丁二酸丁二醇酯(PBS)制备出PBS膨胀阻燃体系,并采用热重分析仪(TG)研究PBS、PBS/IFR和PBS/IFR/LDHs在N2氛围下不同升温速率的热降解动力学行为.结果表明:随着升温速率的增加,PBS膨胀阻燃体系的热降解温度及热降解速率最大时的温度均升高;Kissinger法和Flynn-Wall-Ozawa法求得该体系的表观活化能基本一致,但IFR的加入明显降低了PBS的活化能,这是由PBS自身作为大分子炭源参与成炭等过程导致的;LDHs的加入,促进了IFR提前分解以及基材PBS的成炭,从而进一步降低了PBS的活化能;PBS膨胀阻燃体系的热降解反应属于核增长与生长机理控制,而非界面化学反应控制.     

膨胀型阻燃PC/ABS合金材料燃烧性能研究

利用锥形量热仪进行实验,对比分析不同配方比下膨胀型阻燃PC /ABS合金材料的点燃时间(TTI)、热释放速率(HRR)、质量损失速率(MLR)、火灾危险性指数 (PkHRR/TTI)等燃烧参数,进而全面了解不同配方比下材料的燃烧性能以及阻燃效果.在实验基础上对含不同比例的聚磷酸铵(APP)与三聚氰胺(MA)的膨胀型阻燃剂不同阻燃机理进行讨论.     

PP/EPDM/MOS无卤阻燃体系阻燃性能的研究

结合碱式硫酸镁晶须(MOS)的阻燃功能,以微胶囊红磷(MRP)为协效剂,制备了无卤阻燃型PP/EP-DM/MOS/MRP共混物,并与PP/EPDM/Mg(OH)2/MRP共混物进行比较;对氧指数(LOI)、垂直燃烧(UL-94)、热重分析(TGA)及锥形量热器(CCT)测试表明:MOS的阻燃效果优于MH,主要是由于在燃烧过程中形成了稳定致密的碳层,对基材起到了保护作用;提出PP/EPDM热塑性弹性体的动态硫化可进一步提高PP/EPDM/MOS/MRP阻燃体系的阻燃性能。     

硼酸锌协同膨胀阻燃环氧涂层耐火作用及其机理研究

将硼酸锌(ZB)作为促进成炭的协同剂与双环笼状磷酸酯Trimer膨胀阻燃剂(T-IFR)复配,应用于膨胀阻燃环氧涂层,研究了ZB的协同耐火行为及作用机理.燃烧背温测试仪及锥形量热仪燃烧测试表明,适量添加ZB可产生良好的协同耐火作用,涂层的耐火时间由17 min提高到30 min,最大热释放速率由379.8 kW/m2降低到258.5 kW/m2,最大烟释放速率由0.11 m2/s降低到0.05 m2/s.热失重分析、傅里叶红外光谱、X-射线光电子能谱及扫描电镜研究表明,涂层耐火作用的提高与ZB增加了T-IFR热解残炭量,在残炭中形成了BPO4等耐热产物及改善了涂层燃烧产生的膨胀炭层的均匀性和致密性有关.     

膨胀型阻燃剂二溴新戊二醇磷酸酯三聚氰胺盐的合成及应用

以五氧化二磷、二溴新戊二醇为原料合成了5,5-二溴甲基-2-羟基-2-氧代-1,3,2-二氧磷杂环己烷,采用元素分析,IR,1H-NMR,13C-NMR等分析方法进行表征,确定了结构.用该化合物与三聚氰胺反应,合成了含氮、溴、磷的膨胀型阻燃剂二溴新戊二醇磷酸酯三聚氰胺盐,并将其用于对聚丙烯(PP)的阻燃,实验结果表明,当阻燃剂与聚丙烯质量比为3:7时,离火后0秒自熄且不滴落,膨胀性好,具有很好的阻燃效果.     

EVA/无卤阻燃共聚聚酯共混物的制备及其相容性研究

采用熔融共混法制备出EVA(乙烯-醋酸乙烯共聚物)/无卤阻燃共聚聚酯共混物,通过力学性能、差示扫描量热仪(DSC)、极限氧指数(LOI)和扫描电镜(SEM)分析了共混物的相容性、阻燃性和相结构.结果表明:EVA/无卤阻燃共聚聚酯共混物为不相容体系,EVA为连续相,无卤阻燃共聚聚酯是分散相;无卤阻燃共聚聚酯的加入可明显改善共混物的加工流动性和阻燃性;母粒法、多次熔融挤出和添加15%的相容剂都能使EVA与无卤阻燃共聚聚酯两相之间形成一定厚度的界面层,从而提高了共混物的力学性能.     

膨胀型阻燃剂五氧化二磷-季戊四醇-三聚氰酰胺聚合物在防火涂料中的应用

以五氧化二磷(P2O5)、季戊四醇(PT)和三聚氰胺(M)为原料制得膨胀型阻燃剂,将其用于制备氯化橡胶防火涂料,实验证明:膨胀型阻燃剂的膨胀度与阻燃剂的组成有关,最佳配比为n(P2O5):n(PT):n(M)=1.0～2.0:1.0:1.7～2.7;膨胀型阻燃涂料的阻燃隔热性与阻燃剂的组成有关,阻燃剂组成为n(P2O5):n(PT):n(M)=2:1:2.5时效果最好;膨胀型阻燃涂料的阻燃隔热性与阻燃剂的添加量有关,添加量达一定量后,阻燃剂用量增加阻燃效果变化不大.     

聚磷酸铵表面处理及阻燃聚丙烯应用研究

采用氨基硅烷偶联剂对聚磷酸铵进行了表面改性. 溶解度测试、X射线光电子能谱及热失重分析表明,改性聚磷酸铵具有良好的疏水性;氨基硅烷偶联剂与聚磷酸铵发生了键合反应;改性聚磷酸铵的热失重速率明显降低. 氧指数及力学性能测试表明,改性聚磷酸铵与双季戊四醇复配膨胀阻燃聚丙烯的阻燃性能有所提高,拉伸强度及断裂伸长率得到明显改善. 研究表明,氨基硅烷偶联剂表面改性聚磷酸铵的方法简便、环保,降低了聚磷酸铵的水溶性,提高了膨胀阻燃聚丙烯的阻燃效果及界面相容性.     

新型阻燃剂CN-329的合成及阻燃性能

该文由三氯氧磷、季戊四醇、三聚氰胺和水合成一种新型阻燃剂CN－329，并研究影响反应的因素，得出最佳工艺条件，用红外光谱、元素分析测定产品的化学结构。进行阻燃剂CN－329在聚乙烯泡沫塑料的应用试验，阻燃聚乙烯泡沫塑料的氧指数（OI）值为27，显示CN－329是一种较好的新型阻燃剂。采用差示扫描量热（DSC）进行CN－329的热分析，探讨了膨胀阻燃机理。该文对CN－329的差示扫描量热（DSC）分析和用于聚乙烯泡沫塑料阻燃未见文献报道。     

淀粉碳源环保型阻燃剂的合成及其应用

以磷酸、淀粉、蜜胺为原料，合成了膨胀型磷酸酯蜜胺盐（IFR）；用傅立叶变换红外光谱分析（FTIR）、热重分析（TG）与差示扫描量热法（DSC）对其进行了分析测定和表征。红外图谱表明该阻燃剂具有环状结构，在TG分析中该阻燃剂表现出优异的热稳定性和很高的成碳性。将该阻燃剂掺入聚丙烯中进行燃烧试验，结果表明它是一种良好的高分子材料阻燃剂。     

新型阻燃低密度聚乙烯材料的制备及性能研究

为了改善传统膨胀阻燃材料耐水性差的问题,将一种新型大分子三嗪系成炭剂(CFA)与包裹聚磷酸铵( MCAPP)复配,通过熔融共混法制备新型无卤膨胀阻燃低密度聚乙烯复合材料(LDPE),并研究成炭剂CFA与MCAPP组成的膨胀阻燃剂对LDPE的阻燃性能、热性能以及耐水性能的影响,探求CFA与MCAPP之间的最佳复配比例.实验结果表明,当CFA与MCAPP的比例为1∶3时,此种新型无卤膨胀阻燃低密度聚乙烯复合材料具有优良的阻燃性能、热稳定性能以及耐水性能.     

膨胀型阻燃剂阻燃聚丙烯的研究

采用聚磷酸铵(APP)和Deflam(敌火龙)分别对聚丙烯(PP)进行了填充改性,研究了两者对PP力学性能、阻燃性能、结晶性能的影响。结果表明:在PP中分别加入APP和De-flam,都可改善PP的阻燃性能,并且后者对PP的阻燃效果更好。在阻燃性能改善的同时,复合体系的弯曲模量和弹性模量明显提高,但抗拉强度和冲击强度降低。APP和Deflam在PP中都具有成核剂作用,可使PP的结晶过程在较高温度下进行,但Deflam对PP的成核效果不如APP.     

氢氧化镁基阻燃剂的研究进展

氢氧化镁基阻燃剂作为重要的无机阻燃剂材料，因其无卤无毒的绿色环保性能，在阻燃材料研究中受到了广泛关注。但因其表面极性强、与高聚物相容性差和均匀分散困难等特点，极大地影响了其性能。通过颗粒超细化和表面改性，能够有效地改善氢氧化镁基阻燃剂的性能。主要介绍了氢氧化镁颗粒超细化和表面改性的相关进展，结合阻燃剂材料的发展趋势，对未来氢氧化镁基阻燃剂的研究方向和发展做出展望。     

氧化锌在膨胀阻燃体系中的协效作用

将膨胀型阻燃剂--聚磷酸铵(APP)和季戊四醇(PER)体系应用于聚丙烯(PP)中使之具有较好的阻燃性.通过氧指数(LOI)、热分析(DTA-TG)和傅立叶红外(FTIR)研究了氧化锌在膨胀型阻燃聚丙烯中的阻燃协效作用.结果表明氧化锌与APP/PER膨胀阻燃体系之间存在显著的协效作用,对酯化及成炭反应具有明显的催化作用,并可提高降解残余物的热稳定性,使材料的阻燃性显著增强而力学性能损失较小.