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.     

协效剂在PP/IFR体系中的协效作用机理

研究了聚丙烯(PP)/膨胀型阻燃剂(IFR)体系所使用协效剂的协效作用。极限氧指数(LOI)与垂直燃烧(UL-94)测试结果表明:将各种协效剂加入到PP/IFR中,均能在一定程度上提高其阻燃性能;通过热重分析(TGA)测试,将协效剂按作用机理分为3类:与聚磷酸铵(APP)和季戊四醇(PER)均不发生化学反应的协效剂;仅与APP反应而不与PER反应的协效剂;与APP,PER都发生化学反应的协效剂。并通过电子扫描显微镜(SEM)和炭层强度测试对燃烧后所形成的炭层进行表征,结果表明虽然协效剂作用机理不同,但本质上都对炭层具有一定的增强作用,使炭层附着于基体表面,阻隔热量与氧气进入到燃烧区域,从而达到阻燃目的。     

新型磷-硅阻燃剂和聚磷酸铵对PP的协效阻燃作用

研究了一种含磷硅高分子阻燃剂(EMPZR)和聚磷酸铵(APP)对聚丙烯(PP)阻燃及力学性能的影响。当APP/EMPZR=20/15(质量比)时,所制得的阻燃PP复合材料氧指数达到28.0%,垂直燃烧达到UL-94 V-2级;与纯PP相比,拉伸、弯曲和冲击强度都没有下降;热失重分析(TGA)测试表明,阻燃PP材料在600℃时的残炭量为21.20%(质量分数),成炭率显著提高;扫描电镜(SEM)对残炭形貌的表征以及氧指数测试前后的阻燃PP材料的红外图谱分析证实了EMPZR和APP在PP中良好的协效阻燃作用。     

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。     

膨胀阻燃热塑性聚氨酯复合材料的制备与性能

以热塑性聚氨酯(TPU)为基底,以聚磷酸铵(APP)、氰尿酸三聚氰胺(MCA)和硼酸为复合改性剂,制备了一种环保型膨胀阻燃TPU复合材料。通过锥形量热仪和烟密度测试对复合材料的燃烧、抑烟和热稳定情况进行了研究,结果表明：APP/MCA/硼酸阻燃体系可降低复合材料热释放速率峰值(最高降幅达到约80%)和总热释放量,促进了致密炭化层的生成,有效抑制了挥发组分的生成。极限氧指数(LOI)结果表明：阻燃体系提高了LOI;添加质量分数15%APP、2.5%MCA、2.5%硼酸的TPU复合材料的LOI最高,达到了32%,该样品达到了最高的UL-94等级。热重分析结果表明TPU复合材料具有更好的热稳定性。APP、MCA、硼酸对膨胀阻燃TPU复合材料具有抑烟和阻燃的作用。     

膨胀阻燃剂及OMMT的分布对PBS/TPU共混物阻燃性能的影响

以聚磷酸铵(APP)和季戊四醇(PER)为原料组成的膨胀阻燃剂(IFR)为主阻燃剂,以有机蒙脱土(OMMT)为协效阻燃剂,以热塑性聚氨酯弹性体(TPU)为聚合物成炭剂,采用熔融共混法对聚丁二酸丁二醇酯(PBS)进行阻燃改性,并考察了IFR及OMMT的分布对PBS/TPU共混物阻燃性能的影响。通过极限氧指数(LOI)、垂直燃烧、热重分析、熔体黏度分析和扫描电子显微镜(SEM)对PBS/TPU/IFR/OMMT阻燃复合材料进行了测试与表征。结果表明：OMMT与IFR有着良好的协同阻燃效应,在OMMT质量分数为1%时,就可提高PBS/TPU/IFR共混物的阻燃效果。IFR与OMMT的分布对PBS/TPU/IFR/OMMT共混物的阻燃性能有着显著的影响。当IFR与OMMT均直接分布于PBS相时,共混物的阻燃性能最优,LOI为32.7%,垂直燃烧达到UL 94 V-0级,明显优于阻燃剂为其他3种分布体系的。     

阻燃化改性海泡石纤维/LDPE复合材料的制备与性能

采用带有高活性端基的无卤膨胀型阻燃剂(PSPHD)对海泡石纤维(SEP)进行接枝改性,制备了阻燃化海泡石纤维(PSPHD-SEP);通过熔融共混制备了低密度聚乙烯(LDPE)/海泡石纤维阻燃复合材料;通过拉伸试验和冲击试验对LDPE/SEP,LDPE/PSPHD-SEP复合材料进行了力学性能分析;通过氧指数(LOI)以及垂直燃烧(UL-94)对复合材料的阻燃性能进行了研究;利用扫描电镜(SEM)、漫反射-傅里叶变换红外光谱仪(DR-FTIR)对燃烧后的炭层结构和组成进行了表征和分析。结果表明:两组复合材料的拉伸强度和冲击强度随海泡石量的增加呈现先增大后减小的趋势,且在相同添加量条件下,LDPE/PSPHD-SEP体系的拉伸强度和冲击强度更高。阻燃化改性海泡石纤维(PSPHD-SEP)提高了复合材料的阻燃性能,在与聚磷酸铵(APP)、季戊四醇(PER)的复配体系中,当阻燃化改性海泡石纤维添加量达到5%时,复合材料的氧指数达到26.8,垂直燃烧测试达到V-0级。PSPHD促进了炭层与海泡石纤维的交联,形成更加致密的炭层,大幅提高了复合材料燃烧后的残炭量。     

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.     

基于聚磷酸铵的乙烯基酯树脂的阻燃机理研究

乙烯基酯树脂(VER)因其具有良好耐腐蚀性能和优异的物理性能被广泛应用于诸多领域，然而由于VER极易燃，限制了其使用范围.为了提高VER的阻燃性，本文将聚磷酸铵(APP)作为阻燃剂引入VER中，制备得到阻燃乙烯基酯树脂固化物；采用热重分析仪(TGA)表征了VER的热稳定性；扫描电子显微镜(SEM、SEM-EDX)研究了VER燃烧后残炭的微观形貌，表面元素组成及分布；利用极限氧指数(LOI)、垂直燃烧测试(UL-94)、锥形量热(CCT)对其阻燃性能进行测试；采用热重红外光谱联用仪(TG-FTIR)等手段分析APP在VER中的阻燃机理.研究结果表明，当APP的引入量为30 wt%时，乙烯基酯树脂的极限氧指数达到30.3%,通过UL-94 V-0级别. APP在凝聚相和气相中共同发挥阻燃作用.     

一种无卤阻燃乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的热分解动力学研究

通过极限氧指数法(LOI)和垂直燃烧(UL-94)测试考察了一种无卤阻燃乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)的阻燃性能;利用热重分析法(TG)研究了纯EVA及阻燃EVA在不同升温速率下的热稳定性及热分解动力学,并采用Kissinger及Flynn-Wall-Ozawa方法计算了纯EVA和阻燃EVA的热分解表观活化能。结果表明,添加40%复合膨胀阻燃剂的EVA复合材料,极限氧指数达到28.6%,UL-94测试达到V-0级,残炭量相对纯EVA明显提高;随着升温速率增大,EVA和阻燃EVA的起始失重温度和各阶段的失重峰温均向高温方向移动;二者在第一阶段的热分解活化能均低于第二阶段,阻燃剂的添加使EVA的最大失重速率明显降低,热分解表观活化能提高,增强了材料的热稳定性和阻燃性。     

膨胀阻燃剂对EVA/PA6聚合物合金阻燃和力学性能的影响

采用聚磷酸铵(APP)和季戊四醇(PER)组成的膨胀阻燃剂(IFR),对乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)与聚酰胺6(PA6)组成的EVA/PA6聚合物合金进行了阻燃改性。采用氧指数和垂直燃烧法,研究了IFR对EVA/PA6聚合物合金阻燃性能的影响,并测试了其力学性能。采用扫描电子显微镜对阻燃聚合物残炭形貌进行了表征。研究结果表明:随着IFR质量分数的增加,EVA/PA6聚合物合金的氧指数不断增大。当IFR质量分数为28%、m(EVA)∶m(PA6)=4∶1时,EVA/PA6聚合物合金显示出较优的阻燃性,此时极限氧指数为34.3%,垂直燃烧达到UL 94 V-0级。EVA/PA6阻燃聚合物合金的拉伸强度和断裂伸长率随着IFR质量分数的增加而逐渐降低。     

三聚氰胺植酸改性硬质聚氨酯泡沫的制备及性能

以生物质植酸与三聚氰胺为原料制备三聚氰胺植酸(MPA),用于改性硬质聚氨酯泡沫(RPUF)制备RPUF/MPA复合材料。通过接触角、极限氧指数(LOI)、水平垂直燃烧仪、热分析仪(TG)、烟密度测试、热分析仪-傅里叶变换红外光谱仪(TG-FTIR)及炭渣扫描电子显微镜(SEM)测试,研究MPA对RPUF/MPA复合材料疏水性、阻燃性能、热稳定性、裂解气相产物、产烟特性及炭层形貌的影响。结果表明:RPUF/MPA复合材料的疏水性有了很大提升。当加入30 g MPA时,RPUF/MPA复合材料的极限氧指数提升至21.9%,垂直燃烧(UL-94)等级达到V-1级别,700℃时的残炭率从12.4%提升至20.6%,有效降低有毒气体及可燃性气体的释放,烟密度等级由40.06降低至19.02。MPA的添加促使复合材料形成了致密厚实的膨胀炭层,有效提高其火灾安全性。     

含氢氧化铝铂金催化体系HTV阻燃抑烟硅橡胶的制备和性能

为研究含铂金(Pt)催化剂、氢氧化铝(ATH)热硫化(HTV)硅橡胶(SR)的阻燃抑烟性能,以ATH为阻燃剂制备Pt催化体系阻燃SR。通过氧指数和垂直燃烧测试确定Pt催化剂对SR的阻燃性能影响,选取阻燃效果最好的Pt催化剂用量配方制备含ATH阻燃SR,再通过氧指数测试、垂直燃烧测试、锥形量热仪测试和烟密度测试研究不同质量分数ATH对SR阻燃抑烟性能的影响。结果表明:Pt催化剂用量为1 wt%时,阻燃效果最好,随着ATH添加量由0增加至40 wt%,SR氧指数由27.9%增长至42.1%,点燃时间由36 s增加至192 s,总热释放量由18.9 KJ/m~2降至4.5 KJ/m~2,下降了76.1%.热释放速率峰值量由162.2 KW/m~2下降至53.3 KW/m~2,下降了67.1%,ATH添加量大于28 wt%时,SR阻燃等级达到UL-94V-0级。添加24 wt%ATH时最大烟密度和烟密度等级最低。综合考虑阻燃性能和抑烟性能,添加28 wt%ATH时SR的阻燃抑烟效果最好。     

甲酰胺插层改性高岭土对乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)阻燃性能的改善

将甲酰胺（FA）通过插层改性引入高岭土（Kaol）分子层间,制备得到FA-Kaol改性高岭土材料,产物的插层率达到92.1%;通过红外光谱（FT-IR）、X射线衍射（XRD）和热重分析（TGA）对FA-Kaol结构进行表征。然后通过熔融共混将FA-Kaol添加到乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）/膨胀阻燃剂（IFR）中,利用极限氧指数（LOI）、垂直水平燃烧（UL-94）、锥形量热（Cone）和万能试验机测试材料的阻燃性能和力学性能。结果表明当FA-Kaol的添加量（质量分数）达到1.5%时,EVA复合材料的阻燃性能、热稳定性能和力学性能得到有效改善。     

一种新型聚合型磷硅阻燃剂对环氧树脂阻燃性能的影响

以10-(2,5-二羟基苯基)-9,10-二氢-9-氧杂-10-膦菲-10-氧化物(ODOPB)和甲基乙烯基二氯硅烷(DCMVS)为原料,咪唑为缚酸剂合成了一种新型聚合型磷硅阻燃剂,聚2-(9,10-二氢-9-氧杂-10-膦菲-10-氧化物)-1,4-二苯氧基-甲基乙烯基硅醚(PODOPBVS),并通过熔融共混制备了环氧树脂(EP)/PODOPBVS阻燃复合材料。通过热重分析(TGA)、氧指数值(LOI)和垂直燃烧测试(UL-94)研究了不同PODOPBVS添加量对复合材料热性能和阻燃性能的影响。实验结果表明,当PODOPBVS添加量(质量分数)为7%(EP7)时,EP复合材料的残炭率达14.74%,LOI可达28.5%,UL-94达到V-0级,通过锥型量热测试发现,与纯EP相比较,EP7最大热释放速率下降了约52%,残炭提高了约119%。     

PA6/ADP/BOZ复合材料的阻燃性能

将合成的双酚A型苯并噁嗪(BOZ)作为成炭协效剂与二乙基次膦酸铝(ADP)复配应用于阻燃聚酰胺6(PA6),熔融共混制备了阻燃PA6复合材料.通过UL94阻燃等级、极限氧指数(LOI)、锥形量热(Cone)、扫描电镜(SEM)以及热分析(TG/DTG)等研究了复合材料的协同阻燃性能及作用机制.结果表明:BOZ和ADP在阻燃PA6具有良好的协同阻燃效应.添加0.3%BOZ和9.7%ADP时,PA6/ADP/BOZ复合材料的垂直燃烧达到UL94 V-0级,LOI达到了31.0%,拉伸强度、弯曲强度分别为74.6和109.6 MPa.     

新型含氮阻燃环氧树脂的合成与性能

通过对羟基苯甲醛双缩对苯二胺席夫碱(AZ)与环氧氯丙烷在NaOH液中缩合,合成一种新型环氧树脂(DGEAZ).采用红外光谱(FT-IR)、核磁共振波谱(1H-NMR)、元素分析(EA)确定了物质的结构.通过示差扫描热分析(DSC)、热失重分析(TGA和UL 94V垂直燃烧测试分别考察了树脂的固化反应特性、热性能和阻燃性能.结果表明,该树脂具有和双酚A环氧树脂(DGEBA)相当的反应活性;固化后的树脂具有较高的成炭率(800℃,43.55%)和较好的阻燃性能(UL-94V-0级).     

红磷/Mg（OH）2阻燃体系对无卤阻燃聚丙烯性能影响的研究

以红磷/氢氧化镁为协同阻燃剂,以POE为高分子材料增韧改性剂,以聚丙烯PP为基体,通过采用熔融混合挤出制得无卤阻燃聚丙烯复合材料材料。对该无卤阻燃聚丙烯复合材料材料进行了力学性能、阻燃性能、热性能测试,讨论了红磷/氢氧化镁复合阻燃剂的阻燃机理。实验研究表明：红磷/Mg（OH）2阻燃体系在PP中有良好的阻燃协同效应;阻燃剂用量对阻燃复合材料的力学性能有明显影响,研制的阻燃PP有产业化化生产意义。     

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.     

聚磷酸铵复合体系对环氧树脂的阻燃性能研究

通过以聚苯氧基磷酸联苯二酚酯(PBPP)阻燃剂和聚苯氧基磷酸联苯二酚酯(PBPP)/聚磷酸铵(APP)复合阻燃剂分别混合石墨烯对环氧树脂(EP)进行阻燃改性对比研究。通过氧指数(LOI)、垂直燃烧(UL-94)、力学性能、热失重(TGA)等方法研究单一阻燃剂和复合阻燃剂对环氧树脂(EP)阻燃性能的影响。结果表明,PBPP/APP-EP体系比PBPP-EP体系的效果更好,复合阻燃剂效果比单一阻燃剂PBPP阻燃效果好。