含离子液体热塑性聚氨酯弹性体复合材料的制备及阻燃性能

制备了咪唑型离子液体/热塑性聚氨酯弹性体(TPU)复合材料,分析了离子液体的种类、含量对聚氨酯弹性体氧指数、热释放、烟释放及热稳定性的影响.结果表明,与1-乙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐(EmimPF6)、1-十六烷基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐(C16 mimPF6)相比,1-乙基-3-甲基咪唑溴盐(EmimBr)对TPU的阻燃效果更好,且其添加量存在最适量,过高或过低都不利于其在TPU阻燃中的适配性,当质量分数为3％时,阻燃效果最好,可使氧指数达24.3％、热释放峰值降低23.9％、烟释放峰值降低37.5％,高温下的热稳定性也得到改善.     

磷钼酸基离子液体和水滑石对膨胀阻燃热塑性聚氨酯弹性体复合材料性能的影响

采用离子交换的方法合成了磷钼酸基离子液体(PMAIL),并与水滑石(LDH)复配,添加到膨胀阻燃热塑性聚氨酯弹性体(IFR/TPU)复合材料中,研究了PMAIL和LDH对IFR/TPU复合材料阻燃性能、热稳定性和加工流动性的影响.结果表明,PMAIL和LDH复配使用提高了IFR/TPU复合材料的阻燃性能和热稳定性;当P...     

偏硼酸根离子改性ZnMgAl层状双氢氧化物的制备及在聚氨酯弹性体中的应用

利用超声法制备偏硼酸根离子改性ZnMgAl层状双氢氧化物(B-LDHs),将其添加到聚氨酯弹性体(PUE)中制得PUE复合材料;通过锥形量热及烟密度研究了B-LDHs对PUE复合材料阻燃抑烟性能的影响,并通过复合材料的热失重、残炭的拉曼光谱及X射线光电子能谱分析其原因。结果表明,当B-LDHs的质量分数达到3%时,PUE复合材料的最大热释放速率及最大烟密度值相比于纯PUE的分别降低了59%和39%,表现出良好的阻燃抑烟性;这主要是由于BLDHs片层结构的物理阻隔作用,及其受热分解成的金属氧化物使炭层更加致密;另外,硼酸盐受热分解时能形成玻璃态膨胀层,隔绝氧气与热的传播,抑制可燃气体的扩散,提高复合材料受热分解时的残炭率及石墨化碳的形成,使得残炭的抗热氧化能力提高。     

不饱和聚酯/热塑性聚氨酯/甘蔗纤维复合材料的结构与性能

研究了NaOH和丙烯酸改性甘蔗纤维与热塑性聚氨酯(TPU)对不饱和聚酯(UPR)/TPU/甘蔗纤维复合材料力学性能的影响.采用热重分析(TGA)方法进行表征,用扫描电镜观察了复合材料冲击断面的形貌,并测试了复合材料的力学性能.结果表明,加入适量改性甘蔗纤维提高了UPR复合材料的拉伸强度、弯曲强度和热稳定性,但降低了冲击...     

APP-SiO_2凝胶/杨木阻燃复合材料制备与性能研究

采用溶胶-凝胶法制备聚磷酸铵(APP)-SiO2凝胶/杨木阻燃复合材料,表征其微观形貌、结构组成、物理力学性能,并研究其阻燃抑烟作用机理。结果表明,APP-SiO2凝胶主要分布在木材导管、木射线及细胞间隙中,凝胶体系与木材纤维素形成氢键紧密结合。复合材料在700℃的失重率仅为素材的71.9%,残炭量由5.4%上升到31.9%,热稳定性改善。复合材料的热释放速率、总热释放量、烟生成速率、总烟释放量较未处理木材均明显降低,当APP浓度为18%时,复合材料的总烟释放量仅为素材的4.9%,表现出高效的阻燃抑烟特性。尽管复合材料的静曲强度略微降低,但其弹性模量明显上升,增幅高达35.8%。     

空心玻璃微珠/硬质聚氨酯泡沫复合材料的制备及性能

以空心玻璃微珠(HGM)为添加剂,采用一步法全水发泡制备了一系列HGM/硬质聚氨酯泡沫(RPUF)复合材料。通过SEM、TG、极限氧指数(LOI)和水平燃烧,研究了HGM/RPUF复合材料的泡孔结构、炭层形貌、热稳定性及阻燃性能。采用万能材料试验机测试了HGM/RPUF复合材料的压缩强度和压缩弹性模量。采用热重-傅里叶红外光谱(TG-FTIR)研究了HGM/RPUF复合材料燃烧过程中的气相产物。研究表明,HGM有成核剂作用,可以缩小HGM/RPUF复合材料泡孔孔径。HGM在燃烧过程中迁移到炭层表面,促进形成致密厚实的炭层。当加入5.4wt% HGM时,HGM/RPUF复合材料的压缩强度及压缩弹性模量分别提高至0.14 MPa和4.53 MPa,相对RPUF,分别提高了37.30%和67.16%。同时发现,HGM能明显抑制HGM/RPUF复合材料在燃烧过程中CO的释放,有效提高了其火灾安全性。      

废胶粉/空心玻璃微珠改性环氧树脂的结构与性能

研究了微波辐射改性废胶粉(WRP)、偶联剂改性空心玻璃微珠(HGM)对环氧树脂复合材料的结构和性能的影响.采用差示扫描量热、热重分析等方法进行测试和表征,用扫描电镜观察了复合材料的断面形态.结果表明,少量合适粒径的改性WRP可以提高环氧树脂复合材料的冲击强度,适量的改性HGM可以提高复合材料的T<,g>和弯曲强度,并改...     

有机硅/可膨胀石墨复合阻燃PP/TPU共混物的研究

为分析有机硅(Si)/可膨胀石墨(EG)对聚丙烯/热塑性聚氨酯/(PP/TPU)共混物性能的影响,通过差示扫描量热(DSC)、扫描电镜(SEM)、热重分析(TGA)、锥形量热仪(CONE)等表征方法对复合材料体系的结晶行为、热稳定性能、燃烧行为及残炭形貌特征进行了研究.结果表明:EG是一种有效的阻燃剂,能显著提高材料的阻燃性能;Si的存在对PP/TPU/EG复合材料有促进结晶作用,熔点增加,耐热性能得以提高,但Si的添加对复合材料体系的阻燃性能有一定的抑制作用,表明Si与EG复配在阻燃PP/TPU共混物时在阻燃效果上具有反协同效应.     

APP/ZB协效阻燃发泡木塑复合材料性能研究

为了拓宽发泡木塑复合材料(FWPC)的功能性,以沙柳木粉、高密度聚乙烯(PE-HD)为主要原料,纳米炭黑(Nano-CB)为导电填料,聚磷酸铵(APP)和硼酸锌(ZB)作为阻燃剂和抑烟成分进行复配,采用发泡工艺和模压法制备阻燃抗静电型发泡木塑复合材料。研究APP/ZB协效阻燃剂质量比对FWPC力学性能、阻燃抑烟性能及热稳定性能的影响。结果表明：当APP/ZB总加入量为20%,质量比为4∶1时,FWPC的各项性能相对较优,静曲强度、弹性模量、拉伸强度和冲击强度分别为30.11MPa、2636MPa、14.65MPa和3.72kJ/m²,氧指数达27.3%,属难燃级别;与单独加APP时相比,力学性能降低,烟释放速总量降低11.93%,CO产率峰值和平均CO产率分别降低80.6%和49.3%,总失重率从63.53%降至61.42%,热稳定性能提高;FWPC燃烧后炭层表面凹凸不平,复合材料的阻燃和抑烟性能得到提升。     

阻燃抑烟环氧树脂的制备与性能

通过离子交换法将七钼酸根离子插入到含硝酸根的MgAl层状双氢氧化物(NO_3-MgAl LDHs)的层间,得到含钼酸根的MgAl层状双氢氧化物(Mo-MgAl LDHs),并将制得的LDHs加入到环氧树脂(ER)中制成复合材料ER/LDHs。通过热重分析、锥形量热、极限氧指数和烟密度等测试对复合材料的性能进行分析,结果表明,与纯ER相比,ER/LDHs复合材料的最大热释放速率(PHRR)、总的热释放量(THR)和烟密度都降低,氧指数提高,而且ER/Mo-MgAl LDHs复合材料的阻燃抑烟性能要比ER/NO_3-MgAl LDHs的更好;同时,添加少量LDHs可以提高复合材料的力学性能。     

含微胶囊化氢氧化铝有机硅泡沫阻燃抑烟特性

传统提高有机硅泡沫(SiFs)材料阻燃抑烟方法存在与有机硅基体相容性差的问题,将阻燃抑烟剂微胶囊化是解决上述问题的有效手段。文中采用溶胶凝胶法制备出微胶囊化氢氧化铝(MATH),并对其性能进行表征,利用万能拉力试验机、极限氧指数测试仪、烟密度测试仪、锥形量热仪研究了含MATH时SiFs材料的力学性能和阻燃抑烟性能。结果表明,MATH的包裹效果较好,且微胶囊化后氢氧化铝(ATH)的热稳定性提高。MATH能在不降低SiFs材料力学性能的同时,有效提高其阻燃抑烟性能。此外,研究了含MATH时SiFs材料的热氧分解过程和炭渣结构,分析了MATH/SiFs材料的阻燃抑烟机理。     

PP/PVAc-OMMT纳米复合材料及其阻燃材料的燃烧性能

利用锥形量热仪(CONE)在35kW/m2热辐照条件下,并结合极限氧指数(LOI)和UL-94垂直燃烧测试方法对聚丙烯(PP)/聚醋酸乙烯酯(PVAc)-有机蒙脱土(OMMT)纳米复合材料和加入无卤复配阻燃剂制备的PP/PVAc-OMMT/氢氧化镁(MH)/三氧化二锑(AO)纳米复合阻燃材料的热释放速率、烟释放及材料在燃烧时的质量损失行为进行了研究。结果表明,添加10%(质量分数)PVAc-OMMT可以提高PP材料的阻燃性能,燃烧时的热释放速率、质量损失率以及烟释放量减少,且PVAc-OMMT与无卤复配阻燃剂之间可产生阻燃协效作用,使纳米复合阻燃材料的阻燃性能、热稳定性和抑烟性进一步增强。     

离子液体改性石墨烯/丁腈复合材料的摩擦性能

为探究不同含量1-羟乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体（IL）改性石墨烯（GR）后对石墨烯/丁腈复合材料摩擦性能的影响，文中设置了3种GR与IL的质量比，通过热重分析、扫描电镜表征手段对比分析了GR与IL不同质量比制备的改性石墨烯(GR-IL)的改性效果，并研究了不同石墨烯添加量对复合材料性能的影响。结果表明，GR与IL的质量比为1:1和1:2的GR-IL可以降低复合材料的摩擦系数、磨损及振动加速度总级，在载荷0.25 MPa、转速1000 r/min下干磨2 h后最低质量磨损率仅为0.175%；而当质量比为1:3时，则复合材料的摩擦性能降低；随着石墨烯含量的增加，石墨烯/丁腈复合材料的摩擦性能呈现先提高后降低的趋势。     

膨胀阻燃剂的分布对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),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IFR分布位置对PBS/TPU共混物阻燃性能的影响。通过极限氧指数(LOI)、垂直燃烧、锥形量热分析、热重分析、流变性能测试和扫描电子显微镜(SEM)等对PBS/TPU/IFR阻燃复合材料进行了测试与表征。结果表明：成炭剂TPU的加入，可显著地提高PBS/IFR共混体系的阻燃性能，如当体系中不含TPU时，IFR含量为20%时，PBS/IFR共混体系的LOI为20.0%,UL 94垂直燃烧等级为无等级；而当体系中加入TPU后，不管IFR分布位置如何，其LOI可达28%左右，UL 94垂直燃烧等级为V-2。在IFR含量为25%时，IFR的分布位置对阻燃性能也有影响，当IFR直接分布于PBS相时，其UL 94垂直燃烧等级为V-0,优于IFR分布于TPU相的V-2级。     

水滑石在膨胀阻燃涂料中的阻燃抑烟性能的研究

以环氧树脂为基料,聚磷酸铵(APP)/季戊四醇(PER)/三聚氰胺(MEL)为阻燃体系,镁铝水滑石(LDH)为阻燃抑烟协效剂制备了膨胀型阻燃涂料,重点研究了水滑石在膨胀阻燃涂料中的阻燃抑烟作用。通过大板燃烧法及烟密度分析了LDH对阻燃涂料的耐燃性能及烟密度的影响,采用热失重分析评估了涂料的热稳定性,运用扫描电镜(SEM)和红外光谱(FTIR)表征了涂料燃烧后炭层的微观结构及残炭成分组成。实验结果表明,LDH的加入明显提高了涂料的阻燃性能与抑烟性能。LDH添加量为50份时,涂料的耐燃时间延长到165 min,烟密度等级(SDR)降低了33%左右。     

纳米BN与ZnO协效阻燃木粉-聚氯乙烯复合材料

为提高木粉-聚氯乙烯(WF-PVC)木塑复合材料的阻燃抑烟性能,本文将纳米BN与ZnO加入到WF-PVC木塑复合材料中,通过热压成型方法制备了阻燃WF-PVC木塑复合材料,研究了复合材料热分解、燃烧性能和力学性能。热重分析(TG)测试表明,BN和ZnO的加入一定程度上降低了复合材料的初始热分解温度,但明显提高了复合材料的热解残余物质量,BN和ZnO的质量比为1∶2时,复合材料的残炭量增加了21.7%。锥形量热仪燃烧测试表明,纳米BN和ZnO的加入能够显著提高复合材料的阻燃性能,与纯WF-PVC相比,BN与ZnO的加入能有效降低WF-PVC复合材料燃烧时的热释放和烟释放,复合材料的总热释放量和总烟气释放量最高分别降低18.2%和48.9%。通过万能力学试验机对材料进行力学性能测试,结果表明阻燃剂的加入一定程度上降低了复合材料的力学性能,对阻燃剂进行一定比例的复配,可有效减少对复合材料力学性能的损害,单独添加ZnO时,复合材料弯曲强度降低了29.5%,而BN和ZnO以2∶1的质量比复配时,复合材料的弯曲强度降低了9.9%。      

介孔SiO_2复配水滑石协效阻燃EVA性能研究

以乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)为基体树脂,水滑石(LDHs)为复配阻燃剂,通过添加协效剂介孔SiO_2制得介孔SiO_2/EVA/LDHs复合材料。对制得的介孔SiO_2/EVA/LDHs复合材料的阻燃和抑烟效果进行表征,并初步探讨相应的阻燃及抑烟作用机理。实验结果表明:制得的介孔SiO_2/EVA/LDHs复合材料极限氧指数(LOI)值最高达到29.5%;阻燃性等级(UL94)达到V-1级以上,热释放峰值为207.29kW/m~2,总热释放为95.7MJ/m~2,具有良好的阻燃性能;在点火和未点火情况下,复合材料均体现出良好的抑烟性能。     

二维层状无机物/硼酸锌复合体系对聚苯乙烯泡沫阻燃性能的影响

通过三聚氰胺改性脲醛树脂包覆的方法来制备阻燃聚苯乙烯泡沫(EPS),阻燃体系以聚磷酸铵为基础,并选用3种二维层状无机物和硼酸锌的复配体系作为协效剂,对比了不同阻燃体系对聚苯乙烯泡沫的阻燃、抑烟和热稳定性的影响。实验结果表明:当膨胀石墨与硼酸锌的添加量为2∶1(质量比),两者总添加量为24phr时,复合材料的极限氧指数可达32.6%,UL-94垂直燃烧测试达V-0等级,烟密度等级降低至27.31;较之添加纯膨胀石墨EPS样品,协效剂硼酸锌的引入,使样品残炭强度由14.3增加到86.1。热失重分析结果表明,协效剂的加入使得样品热稳定性和残炭率均有所上升。从残炭宏观形貌和扫描电镜结果可以看出,硼酸锌的存在,使样品燃烧后残炭更加完整、致密,裂痕与破损明显减少。     

聚苯醚与膨胀型阻燃剂协同阻燃聚苯乙烯的研究

聚苯醚(PPO)和含P-N膨胀型阻燃(IFR)复配使用,实现了聚苯乙烯(PS)的阻燃。通过X射线衍射、热重分析和极限氧指数分析和表征IFR/PPO/PS复合材料的断面形貌,热稳定性和阻燃性能。并通过对数据的分析,讨论了PPO和IFR对PS炭化和阻燃性能的影响。结果表明,PPO和IFR的结合可以有效地提高复合材料的阻燃性能。添加20%的PPO和40%的IFR就可以使极限氧指数达到30.2%,并明显提高了成炭性能。此外,碳质泡沫层,隔热效果、阻燃和抑烟效果都比较好。通过一系列的数据分析可以发现PPO和IFR的组合表现出协同阻燃作用。     

锡酸锌对软聚氯乙烯的阻燃和抑烟作用

采用氧指数法、热重分析及烟密度测试法首次就锡酸锌对软聚氯乙烯(PVC)的阻燃抑烟行为进行了研究。发现锡酸锌不仅是软PVC的良好阻燃剂，更是一种性能优异的抑烟剂，添加15phr时，最大烟密度只是空白试样的32．5％，LOI为30．8％，有可能代替三氧化二锑用于软PVC的阻燃和抑烟。