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.     

新型阻燃三元乙丙橡胶的制备及其阻燃性能研究

采用微胶囊化聚磷酸铵与季戊四醇复配(APP∶PER=3∶1)填充三元乙丙橡胶(EPDM),制备新型阻燃EPDM材料,考察膨胀型阻燃剂(IFR)的填充量对EPDM材料的燃烧性能和热学性能的影响。结果表明,APP和PER复配使用,可协同提高EPDM的阻燃性能。当IFR填充量为40%时,材料的极限氧指数(LOI)可达到31%,UL94垂直燃烧等级达到V0级;最大热释放速率下降81.2%,总释放热降低30.4%;同时EPDM材料高温区热稳定性明显提高,且材料燃烧后可形成膨胀炭层,700℃下残渣量从0.9%提高至17.0%。     

Al（OH）3对双组分加成型液体硅橡胶热稳定性的影响

采用非等温热分析(TG)技术,在惰性气氛和5、15、20 K/min线性升温速率条件下,考察了不同Al(OH)3用量的双组分加成型液体硅橡胶的非等温热降解机制及反应动力学,采用Flynn-Wall-Ozawa(FWO)动力学模型对非等温动力学数据进行分析,并研究了热分解反应的表观活化能Ea。以表观活化能对转化率α作图的结果显示引入一定量的热稳定性添加剂可以大大提高液体硅橡胶的热稳定性。     

一种二茂铁基含磷阻燃剂在膨胀型聚丙烯中的应用

以二茂铁基聚合物(PFDCHQ)和膨胀型阻燃剂(IFR)对聚丙烯(PP)进行阻燃改性,通过极限氧指数(LOI)和垂直燃烧(UL-94)测试研究了PP和PP/IFR/PFDCHQ复合材料的燃烧行为,并通过热重分析(TGA)研究了它们的热稳定性,结果表明,PFDCHQ的加入可以提高PP/IFR体系的阻燃性能和热稳定性。对UL-94测试后的残炭进行Raman光谱和扫描电子显微镜(SEM)测试,表明PP 76/IFR 23. 5/PFDCHQ 0. 5(PP-2)和PP 76/IFR 23/PFDCHQ 1(PP-3)复合材料能够形成石墨化程度高、连续且致密的炭层,说明PFDCHQ与IFR之间具有很好的协效阻燃作用。     

微胶囊化法改善膨胀型阻燃涂料的耐水性能

以多聚磷酸铵(APP)-季戊四醇(PT)-三聚氰胺(M)为膨胀型阻燃体系(IFR),氯化橡胶为基材树脂,制备阻燃涂料.聚氨酯的多异氰酸酯预聚体树脂,含有氨酯键结构,可作为IFR的气源,又与氯化橡胶有较好的相容性;其异氰酸酯基能与IFR中的活泼氢发生重键加成反应,通过表面接枝的方法,将IFR微胶囊化,SEM证明了该技术增强了阻燃剂与底材的相容性,提高防火涂料的耐水性.     

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。     

一种新型膨胀阻燃剂的合成及与层状双氢氧化物复合阻燃LLDPE

一种新型膨胀阻燃剂(IFR)螺环磷酸酯缩硝基胍(SPDD)和4种有机修饰的有机层状双氢氧化物(OLDH)被成功合成.通过熔融混合法,LLDPE/IFR和LLDPE/IFR/OLDHs复合物被制备出来.XRD显示OLDHs的片层已经被剥离,得到LLDPE/IFR/OLDH纳米复合物.TGA数据显示SPDD提高了LLDPE的热稳定性.氧指数(LOI)数据表明SPDD明显提高了LLDPE的阻燃性.4份OLDHs取代SPDD不能增加复合物的热稳定性和阻燃性.扫描电镜(SEM)显示,对比LLDPE/IFR/OLDHs样品,LLDPE/IFR(30%)膨胀炭层表面有许多球状膨胀的气泡.     

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。     

膨胀型阻燃剂/氢氧化镁协效阻燃环氧树脂

研究了多聚磷酸铵/三聚氰胺/季戊四醇(APP/MEL/PER)膨胀阻燃体系与纳米氢氧化镁(MH)构成的复合阻燃体系对环氧树脂(EP)阻燃性能的影响。结果表明,在膨胀阻燃体系中添加适量的MH可以提高EP的极限氧指数(LOI),当IFR质量分数为16%,MH的质量分数为4%时,EP的LOI值达到28%,比单独添加IFR有所提高(26%)。热重结果显示,MH可以延缓膨胀阻燃EP的热解趋势,并在一定程度上促进IFR的成炭过程,提高了膨胀阻燃EP的残炭率。     

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。     

金属氧化物对阻燃聚丙烯热降解动力学的影响

采用聚磷酸铵(APP)和季戊四醇(PER)作为聚丙烯材料的阻燃剂，利用氧指数(LOI)，剩炭率(CR)，热失重(TG)，傅立叶红外(FTIR)等手段研究了添加金属氧化物后的膨胀阻燃材料热降解过程．实验数据显示添加金属氧化物后材料的氧指数提高数个百分点，剩炭率有所增加，热失重(TG)表明加入金属氧化物后，降解残余物的热稳定性得以提高．根据TG曲线，应用Broido方程测得热降解过程表现活化能Ea，金属氧化物的加入使得活化能有所上升。FTIR结果表明金属氧化物对酯化及成炭反应具有明显的催化作用．     

APP/MQ树脂对聚丙烯热分解动力学研究

通过热失重(TGA)测试,研究了不同阻燃剂改性PP的热分解动力学,结果表明阻燃剂APP、MQ树脂的介入能不同程度提高了改性PP的分解活化能,其中APP改性PP活化能可达500kJ·mol-1,说明阻燃性能的提高可能归因于无卤阻燃剂促成了改性PP分解活化能的提高.     

新型无卤阻燃聚丙烯的制备以及性能研究

将多聚磷酸铵（APP）、季戊四醇（PER）、三聚氰胺（MEL）及有机化蒙脱土（OMMT）于160oC下预混，制备了新型膨胀型阻燃剂（IFR）.以聚丙烯（PP）为基材，IFR为阻燃剂，聚苯乙烯-丁二烯-苯乙烯（SBS）为增韧剂，马来酸酐接枝聚丙烯（PP-g－MAH）为增容剂，通过熔融挤出制备了新型阻燃PP（FRPP）.通过LOI、TGA、XRD、SEM对材料的阻燃性、热稳定性、结晶性、冲击断面形貌进行了分析，并对材料的力学性能进行了测试.结果表明:加入IFR后，PP的极限氧指数由17升为28.5，起始分解温度由纯PP的440.8℃升高到455.3℃，600℃的成炭率提高15.26％；IFR诱导PP形成一定量晶型；少量OMMT在基体中以剥离形式存在，使晶粒尺寸得到细化，同时起到协同阻燃和增容作用，使材料在保持拉伸强度基本不变的情况下，缺口冲击强度提高1.92倍，冲击断面表现为韧性断裂.     

静电纺CS/PVP/MWCNTs纤维膜的制备及表征

以天然高分子壳聚糖(CS)为研究对象,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和多壁碳纳米管(MWCNTs)为改性剂,通过静电纺丝技术制备了CS/PVP/MWCNTs纤维膜.综合利用扫描电子显微镜(SEM)、X-射线衍射(XRD)、热重分析(TG)、拉伸性能和过滤性能测试对纤维膜的结构和性能进行表征.主要结果如下:MWCNTs的加入改善了CS/PVP/MWCNTs纺丝溶液的可纺性,有利于形成粗细均匀,表面光滑的纤维;MWCNTs的异相成核作用促进了聚合物分子链的结晶,提高了结晶度;MWCNTs的加入显著提高了复合纤维膜的断裂强度、模量和热稳定性;CS/PVP/MWCNTs纤维膜的过滤性能优良.     

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。     

聚丙烯/乙烯-乙烯醇共聚物/聚丙烯接枝马来酸酐共混体系的流变性能

以聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)为相容剂,采用双螺杆共混法制备聚丙烯/乙烯-乙烯醇共聚物(PP/EVOH)共混物.利用毛细管流变仪研究PP/EVOH共混物的流变行为,研究了共混物配比、剪切速率和温度对流体的剪切应力、表观黏度、非牛顿指数和黏流活化能等方面的影响.结果表明,EVOH的加入降低了共混体系的剪切应力和表观黏度,温度在低剪切速率时对表观黏度的影响较大.     

液晶聚氨酯/Al2O3/环氧树脂复合材料电性能的研究

采用机械共混及模压成型工艺将Al2O3粉体,液晶聚氨酯(DLCP)与环氧树脂(E-51)共混制备了EP/DLCP/Al2O3复合材料.对复合材料的制备工艺、Al2O3粒子表面修饰以及Al2O3含量对材料热稳定性、导电性能、导热性能及热膨胀进行了研究.结果表明:导热系数、介电常数及热稳定性随Al2O3含量的增加而增大;介电损耗、线膨胀系数随Al2O3含量的增加而减小.同时,液晶聚氨酯(DLCP)网格的存在,可降低材料的内耗,提高材料的玻璃化转变温度(Tg).当DLCP加入量为5wt%时,复合材料的玻璃化转变温度比纯树脂提高了10-30℃,复合材料的电性能得到了增强.     

联苯/环糊精包合物的药物释放研究

研究了联苯/环糊精(BP/CD)包合物的联苯释放过程。通过比较联苯和BP/CD的热重曲线,发现BP/CD对联苯的稳定作用,对BP/CD及BP/CD填充聚乙烯膜的联苯释放过程进行比较,发现在较薄的填充薄膜中,BP的释放过程是以BP从CD中的解离为控制步骤。此外,还推导了BP/CD的释放反应动力学方程,并计算了活化能。     

无机粒子复配聚磷酸铵对硅橡胶性能的影响

为研究不同形貌结构的无机粒子复配聚磷酸铵对硅橡胶阻燃性能和机械性能的影响,分别将经偶联剂表面处理后的针状的硅灰石(WS)、中空管状的埃洛石(HNTs)、片层状的磷酸锆(α-ZrP)与聚磷酸铵加入硅橡胶基体中,通过机械共混制备了阻燃硅橡胶复合材料(FRSR).利用SEM、TEM和激光粒度分析仪对3种无机粒子的形貌结构、粒径分布及在FRSR中的分散性进行了表征,采用万能试验机、热失重分析仪、垂直燃烧仪、极限氧指数仪等对FRSR的机械性能、热稳定性和阻燃性能进行了研究.结果表明:3种无机粒子在FRSR中均能保持初始形貌,在基体中能较好地分散;当无机粒子与聚磷酸铵复配物的添加量为25 phr时,填充1 phr改性HNTs的FRSR拥有更高的机械性能(拉伸强度为8.8 MPa,断裂伸长率为218.6%),填充1 phr改性α-ZrP的FRSR的阻燃性能和热稳定性最好(极限氧指数为32.3,垂直燃烧级别为V-0,起始分解温度为312.9℃).文中还采用SEM对FRSR燃烧后的碳渣进行了分析,并对残渣形成机制进行了初步探讨.