ZIF-8/BC协同膨胀阻燃聚丙烯性能研究

为提高聚丙烯(PP)阻燃性能,以三聚氰胺磷酸盐为酸源兼气源、双季戊四醇为碳源构成膨胀阻燃体系,添加不同比例的类沸石咪唑酯骨架材料(ZIF-8)与生物质炭(BC)制备的杂化材料(ZIF-8/BC)为协效剂,制备无卤膨胀阻燃PP复合材料,研究材料的燃烧性能、力学性能和热稳定性等。结果表明:所构成的膨胀阻燃体系能有效提高PP的阻燃性能,未添加ZIF-8/BC时氧指数可达31. 4%,拉伸强度为17. 37 MPa; ZIF-8/BC的加入使复合材料氧指数有所降低,但能提高复合材料的力学性能,添加ZIF-8∶BC质量比为1∶2的ZIF-8/BC,材料氧指数、拉伸强度分别为27. 2%、19. 87MPa; ZIF-8/BC的添加能提高复合材料的残炭量,且该量随BC含量增加而增大,ZIF-8/BC协效剂有利于形成致密炭层结构和抑制烟气释放。     

硅改性木质素成炭剂协同膨胀阻燃聚丙烯制备及性能研究

为提高聚丙烯(PP)的阻燃性能，采用溶胶凝胶法制备膨胀阻燃剂炭源——硅改性木质素(SiO₂@AL)，与聚磷酸铵(APP)、双季戊四醇(DPER)经熔融共混制备膨胀阻燃PP复合材料。通过氧指数、垂直燃烧、热重分析、烟密度测试等考查复合材料的阻燃、热稳定性、抑烟等性能。结果表明：当添加4%SiO₂@AL的PP复合材料UL-94测定达到V-0；而SiO₂@AL与DPER的质量比为1∶3时，氧指数最高为27.6%。SiO₂@AL/IFR/PP具有良好的高温稳定性能，较传统膨胀阻燃PP的热失重速率降低了1.75%,800℃时残留量增加了0.5倍；烟密度测试和残炭SEM分析表明，SiO₂@AL的添加使PP形成了更加稳定的蜂窝状炭层，烟气释放总量呈下降趋势。     

聚磷腈/氢氧化镁协同阻燃聚丙烯的研究

为改善氢氧化镁阻燃聚丙烯的力学和阻燃性能,合成一种新型氢氧化镁协同阻燃试剂聚二(乙醇)磷腈,并制备聚磷腈/氢氧化镁复合阻燃材料。用红外光谱(IR)和氢核磁共振仪(H-NMR)研究阻燃剂聚二(乙醇)磷腈的化学结构,并利用扫描电子显微镜(SEM)、电子万能试验机和氧指数测定仪,研究聚磷腈/氢氧化镁复合阻燃材料添加量对聚丙烯的结构、力学性能和阻燃性能的影响。研究结果表明:这种复合阻燃材料具有较好的阻燃效果,且能使聚丙烯力学性能有一定程度的提高。这些结果主要归功于聚磷腈不仅起到协同阻燃作用,而且还作为氢氧化镁的分散剂,提高了氢氧化镁粒子在聚丙烯中的分散度及界面结合力。     

F-ZrP@Co-MOF协效膨胀阻燃聚丙烯性能研究

为提高聚丙烯(PP)热稳定性,改善膨胀阻燃剂(IFR)对其力学性能不利影响,利用六氯环三磷腈、三聚氰胺甲醛树脂对磷酸锆-金属有机骨架杂化材料(Zr P@Co-MOF)表面修饰,制备新型纳米阻燃剂F-ZrP@Co-MOF,与聚磷酸铵、双季戊四醇构成IFR/F-ZrP@Co-MOF膨胀阻燃体系。在IFR/F-ZrP@Co-MOF添加质量分数为25%时,考察F-ZrP@Co-MOF对PP燃烧及力学性能等影响。结果表明:未添加F-ZrP@Co-MOF时PP/IFR极限氧指数(LOI)为29.6%,添加量为3.0%时LOI提高了6.08%;添加质量分数为1.0%时800℃的残炭量提高了180.1%;添加量为2.0%时弹性模量为57.21 MPa,比未添加提高了8.3%。拉曼光谱和烟密度测试结果表明添加F-ZrP@Co-MOF炭层更加致密稳定,有利于抑制热量和烟气的传递。     

溴-锑-磷协效阻燃体系对聚丙烯土工格栅阻燃和生烟性能的影响

利用极限氧指数、垂直燃烧试验、酒精喷灯燃烧试验、锥形量热仪、热重分析和力学性能测试等手段研究了溴-锑-磷阻燃体系对聚丙烯(PP)土工格栅的力学性能、燃烧性能、生烟性能和热解特性的影响。结果表明,低添加量(质量分数≤5%)的溴-锑-磷阻燃体系对PP土工格栅的拉伸强度和断裂伸长率影响较小,但明显提高了材料的阻燃性能,其中质量分数5%的四溴双酚A-双(2,3-二溴丙基醚)(八溴醚)-三氧化二锑阻燃PP的峰值热释放速率(HRR)和总释放热(THR)相比于纯PP分别下降了39.98%和26.03%。八溴醚-三氧化二锑阻燃体系与红磷复配时还表现出较好的协效作用,当溴-锑与磷的质量比为3∶2时,协效阻燃效果最优,仅添加5%的协效阻燃体系便可使PP的LOI和UL 94等级分别达到27.9%和V-0级,并通过酒精喷灯燃烧试验。与纯PP相比,溴-锑阻燃体系虽降低了PP的HRR和THR,但增大了燃烧过程中的生烟速率(SPR)和总产烟量(TSR),而红磷的加入能有效降低溴-锑阻燃PP的生烟量。热重分析表明,溴-锑-磷协效阻燃体系表现出较好的气相阻燃作用,能有效降低PP的热裂解速率,增强了PP的阻燃性能。     

EG填充无卤阻燃型LDPE复合薄膜阻燃性能研究

为了改善聚合物低密度聚乙烯(LDPE)薄膜的阻燃性能,通过向其中添加膨胀型阻燃剂聚磷酸铵(APP)/季戊四醇(PER)和可膨胀石墨(EG),制备了无卤阻燃型低密度聚乙烯复合薄膜.实验研究了膨胀阻燃剂填充聚合物LDPE作为阻燃复合薄膜的性能,分析了膨胀阻燃剂的加入对复合膜阻燃性能、残重率和力学性能的影响机理.研究发现,该新型配方中的EG和APP/PER对复合薄膜的阻燃性能具有协同作用,当配方中APP/PER/EG的填充量达到30%质量分数(APP∶PER∶EG∶LDPE质量比16∶8∶6∶100)时,薄膜材料的氧指数可达到27.5%;与纯LDPE薄膜相比,阻燃薄膜的氧指数提高了10.3%,改善了阻燃效果.     

新型抗静电阻燃ABS、PP、PE材料

阐述了使ABS、PP、PE材料兼具抗静电、阻燃的机理,试验表明,选择与防静电剂相容的阻燃剂可使ABS、PP、PE材料获得良好的双防性能.     

协同改性聚氨酯保温材料的阻燃性能

为改善聚氨酯保温材料的阻燃性能,基于磷系阻燃剂(PFR)的高效性与可膨胀石墨(EG)的无毒性,将聚氨酯保温材料改性;通过测试改性与常规聚氨酯保温材料的热释放速率(HRR)、热重、氧指数等参数,对比分析2种聚氨酯保温材料的阻燃性能。结果显示,PFR改性聚氨酯保温材料的HRR峰值大幅度降低,点燃时间与HRR峰值时间延长,质量保持率提高,且三(1,3-二氯异丙基)磷酸酯(TDCPP)与四(2-氯乙基)二亚乙基醚二磷酸酯(CR-505)等质量配比时阻燃效果最佳;PFR与EG同时使用,产生协同叠加作用,能提高聚氨酯保温材料的阻燃效果。研究表明:改性聚氨酯保温材料比常规材料的热稳定性更好;PFR和EG协同改性聚氨酯保温材料的氧指数大于30%,为难燃材料。     

改性β-CD的制备及其阻燃环氧树脂研究

为了制备单分子阻燃剂,以提高环氧树脂(EP)的阻燃性能,首先使用季戊四醇(PER)与三氯氧磷(POCl3)反应得到磷酸酯二酰氯(SPDPC),然后用不同量的SPDPC改性β-环糊精(β-CD);将制备的改性环糊精(mβ-CD)应用于EP(添加量为EP质量的25%)中,制备EP/mβ-CD复合材料。结果表明:β-CD与SPDPC的摩尔比例为1∶8时制备的mβ-CD与EP基体相容性较好,此mβ-CD使EP材料在N2氛围的炭渣量从15.3%提高到26.7%; EP氧指数从19.5%提高到28.2%;复合材料的垂直燃烧等级达到V-0级别,热释放总量(THR)、热释放速率峰值(PHRR)相较于纯EP分别降低了50.4%、47.9%,烟生成速率峰值(PSPR)和总生烟量(TSP)相较于纯EP分别降低了12.5%、52.8%;添加此mβ-CD的EP/mβ-CD复合材料形成了强度更高的炭层。     

石膏基聚苯乙烯饰面防火板的阻燃性能研究

为解决建筑外保温系统发生火灾时火焰蔓延速度快和有毒烟气产生量大等问题,以α-盐石膏和粉煤灰为基材,氢氧化镁为无机阻燃剂,聚羧酸减水剂为外加剂制作自流平砂浆;通过正交试验,研究聚苯乙烯泡沫保温板(EPS)表面涂覆自流平砂浆对其阻燃性能和耐火性能的影响。结果表明:减水剂掺量是影响氧指数(LOI)测试结果的主要因素;氢氧化镁掺量对于热释放速率峰值(pk-HRR)、总热释放量(THR)以及点燃时间(TTI)的影响尤为明显;粉煤灰取代率是影响烟密度等级的主要因素;阻燃性能好的石膏基自流平砂浆最佳配合比为水胶比为0.30,粉煤灰取代率为30%,减水剂掺量为0.2%,氢氧化镁掺量为12%,饰面阻燃处理后能明显提高EPS板材的阻燃和抑烟效果。     

含氢氧化铝RTV-2硅橡胶泡沫的阻燃抑烟性能研究

为研究氢氧化铝对RTV-2硅橡胶泡沫材料阻燃性能的影响,利用端乙烯基二甲基硅氧烷、气相法白炭黑、α,ω-二羟基聚二甲基硅氧烷、含氢硅油和氢氧化铝等原料制成硅橡胶泡沫材料,对其氧指数、烟密度、热稳定性和力学性能进行测试。研究结果表明:氢氧化铝的量从5%增加到25%时,硅橡胶泡沫阻燃性能增强,氧指数增加到34.1%;发烟量减少,最大烟密度和烟密度等级最多降低50.9%和52%;热稳定性提升,质量损失最少为25.65%;力学性能降低。综合考虑材料的阻燃抑烟性能和力学性能,添加量为15%时最佳。对15%的试样进行CONE测试,与原样相比,其燃烧过程的热释放速率下降了51%,FPI值提升到0.5,FGI值降低到1.09,能够有效提高阻燃抑烟性能。     

成炭型有机大分子/层状无机物复合成炭剂的制备及应用研究

层状无机物在聚合物基体中易团聚,限制了其在聚合物材料中的规模化应用。本工作通过将有机改性蒙脱土(OMMT)与一种具有超支化结构的磷氮大分子化合物HTPPP(以三嗪结构为基础,通过焦磷酸结构连接)在醇水体系中混合溶胀,再经过高温脱水,制备成HTPPP插层、剥离的OMMT成炭型有机大分子/层状无机物复合成炭剂(HTPPP-OMMT)。XRD测试表明层状结构的OMMT能够在HTPPP中被完全剥离。OMMT的复合降低了HTPPP的水溶性,并提高了其热稳定性。将有机/无机复合成炭剂HTPPP-OMMT作为单组分无卤膨胀阻燃剂应用于聚丙烯(PP),阻燃测试表明HTPPP-OMMT复合成炭剂的阻燃效率高于HTPPP。这是由于其在材料燃烧过程中能够催化形成更加致密的膨胀多孔炭层,而炭层在高温下的热氧稳定性更好。此外,有机/无机复合改善了HTPPP-OMMT在PP的相容性,能提高材料的力学和耐析出性能。     

滑石粉对阻燃聚丙烯土工格栅性能的影响

将滑石粉加入聚丙烯阻燃格栅料中制成聚丙烯阻燃土工格栅材料,并探讨滑石粉对阻燃格栅的力学性能、熔融指数、燃烧性能、热稳定性和结晶性能的影响。结果表明:滑石粉的加入能提高阻燃格栅的熔融指数和结晶度,但对力学性能和阻燃性能有负面影响。与未添加滑石粉的阻燃格栅相比,添加5%wt的滑石粉后,阻燃格栅的断裂伸长率下降了9633%,峰值热释放速率和总释放热分别增加了4736%和2164%;当滑石粉添加量进一步增加到10%wt时,阻燃格栅的阻燃性能略有提高,但断裂伸长率却下降了975%。热重和差热分析表明,阻燃格栅阻燃性能的下降与热稳定性下降有关,而熔融指数提高则与α晶型熔点下降有关     

硼酸锌对膨胀阻燃聚甲醛的协效阻燃研究

为进一步提高膨胀型阻燃剂(IFR)对聚甲醛(POM)的阻燃效果,首先将硼酸锌(ZB)与常用IFR(聚磷酸铵-三聚氰胺-季戊四醇)共混制得ZB-IFR复配膨胀阻燃体系的样品,采用熔融共混法制备ZB-IFR/POM复合阻燃材料;然后利用极限氧指数(LOI)测定仪、垂直燃烧(UL-94)测试法、热重分析(TGA)法、扫描电镜(SEM)、锥形量热仪(CONE)及热重-红外(TG-IR)仪等研究ZBIFR对POM的协效阻燃作用。结果表明:当ZB含量为1%时,所得1.0ZB-IFR/POM的LOI可达55%,UL-94等级为V-0级;其受热膨胀后所得残炭量高,炭层结构致密稳定,且在燃烧过程中的热释放速率(HRR)、质量损失及烟气释放量均最小,火灾性能指数(FPI)相对最高;除此,不含ZB的IFR/POM在受热分解过程中比1.0ZB-IFR/POM放出更多的CO2,说明ZB的加入能有效地抑制复合阻燃材料的充分燃烧,显示出良好的协效阻燃作用。     

用正交设计法研究阻燃LDPE薄膜配方

以低密度聚乙烯LDPE、氢氧化镁和微胶囊化红磷为原材料,利用正交设计法研究了新型阻燃薄膜配方,制备了阻燃型低密度聚乙烯薄膜,并对其氧指数进行测试.结果表明,新型配方中的氢氧化镁和微胶囊化红磷具有协同阻燃效果,并能在一定程度上解决燃烧时的熔滴现象;当氢氧化镁添加量小于29%时,两种阻燃剂对体系阻燃性的影响差别不明显;与纯LDPE薄膜相比,阻燃LDPE薄膜由于添加了上述两种阻燃成分,体系氧指数提高4%,改善了阻燃效果.     

磷-硼协效阻燃的云南松燃烧性能和热解动力学

为探讨磷-硼协效阻燃体系对云南松燃烧性能和热解动力学的影响,利用极限氧指数(LOI)测定仪、木垛法、锥形量热仪和热重(TG)分析等手段,开展有关磷酸二氢铵和硼砂协效阻燃的云南松的燃烧性能和热解特性的试验研究,并运用Kissinger和Flynn-Wall-Ozawa模型分析其热解动力学。结果表明:磷酸二氢铵和硼砂复配使用对云南松有较好的协效阻燃作用;当磷酸二氢铵和硼砂质量比为4∶1时,所阻燃的云南松的热释放速率(HRR)和总释放热(THR)相比于纯云南松分别下降了62.8%和56.5%,LOI高达66.5%;磷酸二氢铵和硼砂协效体系通过提高云南松热解的表观活化能有效增强了云南松的高温稳定性、成炭能力和阻燃性能。     

羟基锡酸锌阻燃聚氯乙烯电缆材料及其潜在火灾危险性评价

采用氧指数、成炭率、烟密度、垂直燃烧(UL 94)、热重分析、环境扫描电镜和锥形量热的方法测试了羟基锡酸锌(ZHS)对PVC的阻燃抑烟作用。ZHS用量为15%时即可以满足对PVC电缆材料燃烧烟密度的要求,燃烧等级可以达到UL94 V0级。PVC/ZHS电缆材料的热稳定性能、成炭性能和燃烧性能表明,ZHS在PVC电缆材料燃烧时,可以促进PVC交联成炭,生成的炭具有较好的隔氧、隔热及抑制可燃性气体逸出的作用,提高了PVC电缆材料的热稳定性能,有效降低了PVC电缆材料的潜在火灾危险性。     

纳米SiO2和发泡剂对聚氨酯防火涂料阻燃性能的影响

近几年来我国火灾的严重性已使木材阻燃成为一项紧迫任务.为了提高马尾松胶合板的阻燃性能,以聚氨酯为对象,采用HRR3热释放率系统、HC-2氧指数测定仪等测定了涂覆膨胀型纳米聚氨酯防火涂料的马尾松胶合板的燃烧热释放率和氧指数,分析了纳米SiO2以及各种发泡剂对聚氨酯防火涂料阻燃性能的影响,并分析它们的阻燃机理.结果表明,在聚氨酯防火涂料中加入纳米SiO2,可使涂覆的胶合板燃烧失重和炭化体积明显降低,有效地提高阻燃性能,纳米SiO2用量以3%为宜.加入发泡剂可进一步提高涂料的阻燃效果和氧指数值.复合发泡剂比单一发泡剂效果好.在8种试验方案中,用尿素-双氰胺按1∶3的质量比组成的复合发泡剂阻燃效果最优,在HRR3热释放率系统测试中,涂覆的胶合板着火燃烧时间最长(69 s),达最高热释放率时间最短(130 s),热释放率峰值最低(53.45 kW/m2),氧指数值最高(55).     

新型聚丙烯阻隔抑爆材料与汽油相容性研究

为研究非金属阻隔抑爆材料与汽油的相容性,制备出新型聚丙烯(PP)阻隔抑爆材料,并用92号车用汽油和新型PP阻隔抑爆材料在70℃条件下模拟长期储存试验,考察储存后汽油品质、材料的力学、燃烧等性能变化。结果表明:模拟长期储存后,材料在汽油中发生溶胀,力学性能明显下降,其中弹性模量下降57.89%,断裂伸长率下降75.88%;材料的热稳定性明显提升,起始分解温度提高了35.5%;材料的燃烧性能和导电性能略有降低。汽油各项指标没有明显变化,其储存和使用性能未受影响。该新型材料仍需要进一步改性,才可在汽油的长期储存过程中使用,以确保安全性。     

含钴基金属有机框架硅橡胶泡沫阻燃特性研究*

为提高硅橡胶泡沫（SiFs）的阻燃性能,采用溶剂法制备钴基金属有机框架材料（Co-MOFs）并用X射线光电子能谱仪（XPS）对其结构进行表征。将制备的材料添加到SiFs中,利用极限氧指数（LOI）、UL-94试验和锥形量热仪（CONE）对SiFs的阻燃性能和抑烟性能进行研究。结果表明:添加1%及以上Co-MOFs时,SiFs阻燃等级达到UL-94-V0级;添加3%Co-MOFs时,SiFs的LOI达30.2%,热释放速率峰值（PHRR）和总热释放量（THR）相比原样分别降低了56.92%和66.73%;添加1%Co-MOFs的SiFs的产烟率峰值（PSPR）和产烟量（TSR）比原样分别降低了82%和85%,Co-MOFs提高了SiFs的阻燃和抑烟性能。