阻燃改性木粉/聚苯乙烯复合装饰材料的性能

以含聚磷酸铵（APP）阻燃剂的木粉增强体制备复合材料。利用热重分析测试、极限氧指数测试、衰减全反射红外光谱分析、力学性能测试研究了阻燃改性复合材料对木粉/聚苯乙烯(PS)复合材料的阻燃性能和力学性能的影响。结果表明：相比未改性的木粉/聚苯乙烯复合材料,用APP改性木粉/聚苯乙烯复合材料改善了木塑复合材料的耐热性和阻燃性。当添加5%-20%APP含量时,最大热损失速率由13.02%·min-1降低到11.63%·min-1,热降解性能提高;成炭率和LOI值提高,阻燃性能增强。但是与未添加APP的复合材料相比,添加20%APP时,抗弯强度由71.3MPa降低到54.2MPa, 降低了24%; 拉伸强度从35.3MPa降低到24.8MPa, 降低了30%,APP的加入使复合材料的力学性能降低。     

PTFE原位成纤对PP/MWCNTs/PTFE复合材料发泡性能和力学性能的影响

采用共混造粒和微孔发泡注塑成型工艺,制备了聚四氟乙烯(PTFE)原位成纤增强的聚丙烯/多壁碳纳米管/聚四氟乙烯(PP/MWCNTs/PTFE)微孔复合材料,并对其结晶、流变、微孔发泡和力学性能进行了测试和表征。结果表明：与不加PTFE的PP/MWCNTs复合材料相比,PTFE的加入可以提高PP/MWCNTs/PTFE复合材料的结晶度,增大储能模量,降低损耗因子;PTFE的加入可以改善PP/MWCNTs/PTFE复合材料的泡孔结构,使泡孔密度增大,泡孔直径减小;相比PP/MWCNTs复合材料,当PFTE的加入量为1%(质量分数)时,PP/MWCNTs/PTFE复合材料的断裂伸长率提高了67.5%,抗拉强度提高了21.1%,杨氏模量提高了12.5%。     

碳纳米管水泥基复合材料物理力学性能试验研究

目前,关于碳纳米管水泥基复合材料物理性能和力学性能的研究还不系统。本文采用多壁碳纳米管（multi-walled carbon nanotubes,MWCNTs）水性浆料作为增强相,通过试验研究了该材料对水泥标准稠度用水量、凝结时间及安定性的影响;同时对比研究了直接添加和超声处理两种方式制备的复合材料试件的力学性能。结果表明：MWCNTs水性浆料的加入可使水泥的标准稠度用水量呈近似线性增加,初凝时间和终凝时间均延长。MWCNTs能够有效地提高复合材料的力学性能,经超声处理制得的试件28 d抗折强度和抗压强度分别提高了25.5%和10.3%,直接添加的分别提高了19.8%和7.2%,表明超声处理的MWCNTs可更充分地发挥其增强作用。     

含磷酰胺有机硅改性环氧树脂制备及性能研究

以四氢呋喃为溶剂,通过磷酸与γ-氨丙基三乙氧基硅烷再经水解后得到含磷酰胺有机硅氧烷,并按不同配比加入到双酚A型环氧树脂/4,4'-二氨基二苯砜体系中混合,制备含磷酰胺有机硅杂化环氧树脂固化物.选出最优配比的含磷酰胺有机硅杂化环氧树脂固化物,加入不同配比的纳米Si O2,进一步对环氧树脂进行改性.对所得固化物的热性能、阻燃性能进行了测试.结果表明,该固化体系的阻燃性得到提高,极限氧指数达到29%;玻璃化转变温度得到提高,可达到155.9-174.7℃.添加纳米SiO_2后,改性环氧树脂的热性能和阻燃性能均进一步增强.     

无卤反应型含磷氮阻燃剂的合成及其阻燃改性环氧树脂的研究

通过N-羟乙基苯胺、4-羟基苯甲醛、9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)反应,合成了一种反应型含磷氮阻燃剂6-((4-((2-羟乙基)氨基)苯基)(4-羟基苯基)甲基)二苯并-[1,2]-氧磷腈-6-氧化物(PNOH).以PNOH为阻燃剂与4,4'-二氨基二苯甲烷复配制得了阻燃环氧树脂PNOH/EP,并研究了PNOH添加量(质量分数)对PNOH/EP各项性能的影响.结果表明,PNOH/EP的热稳定性较好,其热分解残炭率较纯的环氧树脂有明显提高;当PNOH添加量为2.4%时,PNOH/EP的极限氧指数(LOI)大于30.0%,垂直燃烧等级为V-0级,储能模量及热稳定性有所提高;当PNOH添加量为10.0%时,PNOH/EP的LOI达到36.0%.阻燃剂PNOH含磷、氮元素,可起到无卤协同阻燃的作用,其与环氧树脂反应生成的复合材料能保持基体良好的热性能和机械性能.     

碳纳米管含量对聚对苯二甲酸乙二醇酯/碳纳米管复合材料结构和性能的影响

采用双螺杆熔融挤出工艺制备了碳纳米管(CNT)与聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)复合材料,研究了CNT含量对复合材料电学性能、热稳定性及力学性能的影响。结果表明:CNT含量为0.5 wt%时复合材料表面电阻急降至10~5ohm/sq以下,达到复合材料的渗流阈值。经扫描电子显微镜(SEM)观察发现,CNT在基体塑料中形成了均匀分散的网络,构建了良好的导电通道;碳纳米管的引入能够有效地提高复合材料的热稳定性,并随着CNT含量的提高而提高;复合材料的力学性能随着CNT添加量的提高先增加后降低,当添加0.5 wt%的CNT时,复合材料拉伸强度达到最大的42.28 MPa,相比于未添加CNT的PET提高15.92%。     

磷氮阻燃剂DOPO-AN的合成及其阻燃环氧研究

以9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物（DOPO）,2-氨基蒽醌（AN）和多聚甲醛（POM）为原料,通过一锅法合成了一种新型磷氮阻燃剂2-（N,N-二（9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10基）甲基）氨基蒽醌（DOPO-AN）。利用核磁共振谱（¹H-NMR、³¹P-NMR）、红外光谱（FTIR）对其分子结构进行表征,并将DOPO-AN用于阻燃改性环氧树脂（EP）。运用差示扫描量热法、万能力学试验机、氧指数仪、垂直燃烧仪分别研究了DOPO-AN/EP复合材料的力学性能、热稳定性、阻燃性能。结果表明,阻燃剂DOPO-AN能明显改善环氧树脂的阻燃性和热稳定性。当体系磷元素质量分数为0.67%时（DOPO-AN/EP-8%）,800 ℃时残炭率由0.45%增加到7.9%;极限氧指数（LOI）随阻燃剂量的增加而增加,由纯环氧树脂的25.3%提高到30.1%,垂直燃烧UL94等级达到V-0级。力学性能结果表明,环氧树脂的拉伸强度由836 MPa增加至863 MPa,说明DOPO-AN的加入对EP的力学性能影响不大。     

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%。     

改性氧化石墨烯/蒙脱土/甲基乙烯基硅橡胶的制备及其阻燃性能研究

采用优化的Hummers法制备氧化石墨烯(GO),利用硅烷偶联剂KH550对其进行改性,得到改性氧化石墨烯(KH550-GO);将其与蒙脱土(MMT)复合成二元填料添加到甲基乙烯基硅橡胶(MVQ)中,得到了KH550-GO/MMT/MVQ复合材料.研究了KH550-GO和MMT的纳米片层复合现象以及KH550-GO/MMT二元填料的添加对复合材料力学性能和阻燃性能的影响.结果表明:在超声后的水溶液中,KH550-GO和完全剥离的MMT可以形成复合纳米片层结构;与纯MVQ相比,添加质量分数为5%的KH550-GO/MMT(质量比为3∶2)后复合材料的拉伸强度提高到1.83MPa,极限氧指数(LOI)从30.8%提高到38.5%,残炭率提高了7个百分点,炭层结构更加致密.     

羟基磷灰石/碳纳米管复合生物材料的制备与表征

为了赋予碳纳米管(CNTs)表面良好的生物性能,拓展CNTs在硬组织生物材料及组织工程支架材料中的应用,采用化学共沉淀和水热后处理法宏量制备了羟基磷灰石(HA)/多壁碳纳米管(MWCNTs)复合材料,通过调节制备过程中浓硝酸纯化的MWCNTs加入量,考察不同MWCNTs含量的HA/MWCNTs复合材料的结合形式.扫描电子显微镜(SEM)和透射电镜(TEM)表征结果表明,当ω(MWCNTs)＝15%时,MWCNTs表面均匀地包覆了一层由纳米HA晶粒紧密相连的膜层,在此情况下MWCNTs与纳米HA形成最佳结合状态.体外细胞培养实验表明,制备的HA/MWCNTs复合材料具有良好的生物相容性.     

阻燃剂DDPA的合成及在环氧树脂中的应用研究

一锅法合成了一种磷杂菲类阻燃剂2-((9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-基)(苯基)甲基)氨基-9',10'-蒽醌(DDPA),采用红外光谱和核磁共振确定了阻燃剂DDPA的分子结构,并将其用于阻燃改性环氧树脂.通过悬臂梁冲击试验机、电子万能力学试验机、热重分析仪(TGA)、差示扫描量热仪(DSC)、氧指数仪...     

含磷环氧树脂的合成及阻燃研究

采用阻燃剂9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)与双酚A型环氧化物(E-51)反应,合成了含磷反应型阻燃环氧化物(E-P),在间苯二胺固化剂作用下,利用E-P制备了含磷反应型阻燃环氧树脂(EP-P). 采用傅里叶红外光谱(FTIR)和热失重分析(TGA)分别对E-P的结构及EP-P的热分解行为进行了表征;通过浸水实验,采用极限氧指数(LOI)和UL-94垂直燃烧等方法对比研究了EP-P与添加聚磷酸铵(APP 422)的添加型阻燃环氧树脂EP-AP的阻燃剂抗迁出性. 结果表明,含磷反应型阻燃环氧树脂EP-P比添加型阻燃环氧树脂EP-AP的阻燃效率高、阻燃耐久性更强.     

不同粒径的甲基环己基次膦酸盐/环氧树脂阻燃材料的性能比较

采用4种不同粒径的Al(MHP)作为环氧树脂(EP)的阻燃剂,着重讨论了Al(MHP)的粒径对EP复合材料的阻燃性能、热性能以及EP胶粘剂的粘接强度的影响。结果表明,减小Al(MHP)的粒径能显著提高EP复合材料的热性能、分解过程中的残炭率以及EP胶粘剂的粘结强度。当Al(MHP)的粒径从36.50μm减小到4.11μm,Al(MHP)含量为17 wt%的EP复合材料的氧指数(LOI)从34%增加到39%,聚合物空气中热分解到700℃时残炭率由23%增加到31%,剪切强度由4.77 MPa增加到8.44 MPa。     

含磷苯并咪唑基铜配合物合成及阻燃环氧树脂的性能

为了改性环氧树脂阻燃性能,通过取代反应和缩合反应制备一种新型含磷/氮二元杂化物—磷酸4-(1H-苯并咪唑-2-基)-苯基酯二苯酯(PBIm),并作为有机官能团与乙酸铜-水合物反应合成含磷苯并咪唑基铜配合物阻燃剂PBIm-Cu,将其添加到环氧树脂(EP)中,制备阻燃环氧树脂复合材料(PBIm-Cu/EP).通过红外光谱、X-射线光电子能谱、核磁氢谱和核磁磷谱对阻燃剂PBIm和PBIm-Cu进行结构表征.采用热重分析仪(TGA)、极限氧指数测定仪(LOI)和锥形量热仪(CCA)测试复合材料的热稳定性和阻燃性能.PBIm-Cu质量分数为7%的PBIm-Cu/EP体系在垂直燃烧测试中通过了 V-1级,LOI增加到31.6%,并且,峰值放热速率(PHRR)、总热释放量(THR)和总排烟量(TSP)较纯EP分别降低64%,41%和43%,残重率达到了26.7%.SEM 结果显示:PBIm-Cu/EP材料燃烧后碳层表面光滑连续且致密.     

Amino-functionalized carbon nanotubes/polyphosphazene hybrids for improving the fire safety and mechanical properties of epoxy

To expand further modern industrial applications of epoxy resin (EP), the urgent problems of flammability and poor mechanical properties have to be solved. Therefore, amino-functionalized carbon nanotubes (AFP@CNTs) was designed and successfully synthesized to enhance the comprehensive properties, including fire safety and mechanical properties. Especially, the flame retardant mechanism, the combustion and pyrolysis process of EP/AFP@CNTs were investigated as well. With the addition of 1.5 ?wt% AFP@CNTs, the peak heat release rate (PHRR) and total heat release (THR) of EP were reduced by 27.6% and 29.0%, respectively, which may due to the cooperative effect between the phosphorus-nitrogen synergistic flame retardant of polyphosphazene and the cohesive phase flame retardant of carbon nanotubes. In addition, the mechanical performance of EP/AFP@CNTs composites were also investigated. The results showed that the impact strength, tensile strength and the storage modulus effectively increased by 65.0%, 29.0% and 13.2%, respectively. Meanwhile, the change of the combustion and pyrolysis process of EP/AFP@CNTs may be attributed to the catalytic effect of the amino-functionalized polyphosphazene, which could participate in the formation of epoxy thermal curing crosslinking network and catalyze the degradation process of epoxy resin.     

多重固化EA／纳米SiO2杂化涂层的阻燃及热稳定性

以改性纳米SiO2、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（KH．570）、磷酸酯三丙烯酸酯（TEAP）及TDI-TMP加成物作紫外（uv）配方体系的功能成分,制备了含P、N及Si三重固化丙烯酸酯涂层。通过红外、紫外-可见、热重及阻燃性能测试仪等研究了不同阻燃体系下不同固化方式对环氧丙烯酸酯（EA）涂层阻燃及热稳定性能的影响。结果表明：EA体系双键转化率随纳米SiO2含量及固化重数的增加而提高;可见光透过率随KH-570、TDI-TMP的加入而改善;涂层阻燃及热稳定性随阻燃成分与其含量,及固化重数的增加而提高。     

碳纳米管增强环氧树脂基复合材料的制备及其力学性能

通过对多壁碳纳米管进行表面处理,用超声分散和模具浇注成型法制备了碳纳米管/环氧树脂纳米复合材料。研究了碳纳米管含量和表面处理对碳纳米管/环氧树脂复合材料力学性能和断面形貌的影响,分析了碳纳米管对环氧树脂的增强机理。结果表明,随着碳纳米管含量的增加,碳纳米管/环氧树脂复合材料的拉伸强度和弯曲强度及模量先增加后减小;当碳纳米管的质量分数为0.5%时,复合材料的拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量分别达到最大值69.8MPa、136.9MPa和3.72GPa,比纯环氧树脂提高了33.9%、29.3%和4.8%;当碳纳米管的质量分数为1.5%时,拉伸模量达到最大值2050.5MPa,比纯环氧树脂提高了7.3%。     

具有反应活性的聚磷酸铵微胶囊的制备及应用

设计并制备了以聚磷酸铵（APP）为芯材,铝溶胶及γ-氨丙基三乙氧基硅烷为壳层的聚磷酸铵微胶囊（MAPP）;将MAPP与三聚氰胺（MEL）和季戊四醇（PER）添加到环氧树脂（E-51）基体中,制备了阻燃环氧树脂EP/MAPP。MAPP表面的Al₂O₃颗粒可参与陶瓷化反应,提高阻燃性能,并且其表面的氨基可与环氧树脂交联一体化,将MAPP粒子固定在交联体系中,解决APP易水解迁移的问题。测试结果表明：当MAPP的添加量为21份（每100份环氧树脂中MAPP的添加量,质量单位）、MEL和PER的添加量均为7份时,EP/MAPP的阻燃性能可达V-0级别,极限氧指数（LOI）达30.6%,且与EP/APP相比,EP/MAPP的力学性能得到了极大的提升,残炭率与残炭形貌均较优。     

双环笼状磷酸酯阻燃环氧树脂的燃烧行为研究

利用锥形量热仪结合氧指数和垂直燃烧测试方法,研究了1－氧－4－羟甲基－2,6,7－三氧杂－1－磷杂双环[2,2,2]辛烷（PEPA）阻燃双酚A缩水甘油醚型环氧树脂的阻燃性能及燃烧行为,结果表明,添加PEPA的环氧树脂体系阻燃性能明显提高,同时燃烧时的热及燃烧行为,结果表明：添加PEPA的环氧树脂体系阻燃性能明显提高,同时燃烧时的热释放速率,质量损失速率以及烟和有毒气体的释放一量减少,PEPA是一种性能优异,对环境友好的膨胀型阻燃剂。     

N/C对碳氮膜修饰的多壁碳纳米管细胞相容性的影响

为改善碳纳米管的细胞相容性,通过离子束辅助沉积方法在由化学气相沉淀法制备的多壁碳纳米管表面沉积纳米厚度的碳氮膜以进行表面修饰.通过观察L929小鼠肺部成纤维细胞、EAHY926人内皮细胞和兔血红细胞在修饰前后的碳纳米管表面的黏附和生长状态可知,沉积CNx膜的多壁碳纳米管的细胞相容性优于沉积前,表现出良好的生命活性和增殖状态,同时,较高的N/C比有利于细胞在沉积CNx膜碳纳米管表面的增殖和生长以及细胞形态的伸展.