氢氧化镁阻燃剂的改性及其对聚丙烯热分解行为和机械力学性能的影响

采用硬脂酸对氢氧化镁阻燃剂进行表面改性,考察了改性剂用量、改性时间和改性温度等因素对粉体改性效果的影响,并通过测定活化指数、吸油值、透光率等性能测试对改性结果进行表征,确定最佳改性工艺条件.对改性前后的氢氧化镁粉体进行红外光谱测定.将氢氧化镁与聚丙烯混合压板制成氢氧化镁/聚丙烯复合材料,测试复合材料和纯聚丙烯的热失重(TG),通过测试拉伸强度和冲击强度,考察了改性前后氢氧化镁对复合材料的机械力学性能的影响.实验结果表明:最佳改性条件为改性时间为90 min,改性温度为80℃,改性剂用量为4%;通过红外谱图对比可看出改性剂已很好的键合在氢氧化镁粉体表面上;通过纯聚丙烯和复合材料的TG对比,聚丙烯的热分解温度从290℃升高到380℃,比纯聚丙烯升高了90℃;改性氢氧化镁的添加虽降低了复合材料的拉伸强度和断裂伸长率,但复合材料的冲击强度由2. 09 kJ·m~(-2)上升到3. 23 kJ·m~(-2),比纯聚丙烯提高了54. 55%.     

聚磷酸铵表面处理及阻燃聚丙烯应用研究

采用氨基硅烷偶联剂对聚磷酸铵进行了表面改性. 溶解度测试、X射线光电子能谱及热失重分析表明,改性聚磷酸铵具有良好的疏水性;氨基硅烷偶联剂与聚磷酸铵发生了键合反应;改性聚磷酸铵的热失重速率明显降低. 氧指数及力学性能测试表明,改性聚磷酸铵与双季戊四醇复配膨胀阻燃聚丙烯的阻燃性能有所提高,拉伸强度及断裂伸长率得到明显改善. 研究表明,氨基硅烷偶联剂表面改性聚磷酸铵的方法简便、环保,降低了聚磷酸铵的水溶性,提高了膨胀阻燃聚丙烯的阻燃效果及界面相容性.     

氢氧化镁填充量对聚丙烯阻燃性能的研究

以氢氧化镁为阻燃剂,硅烷偶联剂为改性剂,不同填充量的氢氧化镁加入到聚丙烯中所得的复合材料的阻燃和力学性能。结果表明,随着氢氧化镁填充量的增加,复合体系的阻燃性能逐渐提高,但随着氢氧化镁添加量的增多,聚丙烯的力学性能,如拉伸强度,冲击强度,都会有明显的下降。所以综合各因素考虑,氢氧化镁添加量为100份时最适宜。     

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.     

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。     

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。     

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。     

膨胀阻燃聚丙烯复合材料的制备及其性能研究

为了进一步提高聚丙烯材料的阻燃性能,将一种新型大分子三嗪氰系成炭剂与包裹聚磷酸铵复配,通过熔融共混法制备膨胀阻燃聚丙烯复合材料,并研究了有机改性蒙脱土对此阻燃体系的热稳定性以及阻燃性能的影响。适当加入有机改性蒙脱土有利于提高材料的阻燃性能和热性能。在保持添加剂总质量分数25%不变的情况下,添加2%有机改性蒙脱土时,阻燃聚丙烯材料的极限氧指数上升到31.5,相比未添加样品,材料的阻燃性能有了明显的提高,但过量的有机改性蒙脱土反而会降低材料的阻燃性能。耐水性实验结果表明,此种膨胀阻燃聚丙烯复合材料具有优良的耐水性能。     

改性层状双氢氧化镁铝的制备及在PA6中的阻燃应用

以九水合硝酸铝、六水合硝酸镁、硬脂酸钠以及氢氧化钠为原料,采用共沉淀法制备了改性层状双氢氧化镁铝(LDH),通过FTIR、XRD及TG-DTA 对其进行表征.结果表明:当硬脂酸钠与九水合硝酸铝的摩尔比为1:1时,C18H35O-2插层基本达到饱和,层间距由0.80 nm增加到2.98 nm.TG-DTA结果显示,由硬脂酸根插层的改性层状双氢氧化镁铝热稳定性好.以熔融挤出法制备PA6/LDH、PA6/MRP(微胶囊红磷)以及PA6/MRP/LDH复合材料,用LOI与UL-94垂直燃烧测定其阻燃性能,发现LDH与MRP有很好的协同阻燃作用.当加入8份LDH与12份MRP时,复合材料能达到V-0级且极限氧指数为28.5%.     

聚磷酸铵/氢氧化镁复配填充聚氨酯硬泡的阻燃性能

摘要: 为了增强聚氨酯硬泡在燃烧过程中的的阻燃性能和抑烟性能,以聚磷酸铵与氢氧化镁组成协效阻燃剂加入聚氨酯中制备了阻燃聚氨酯硬泡。通过临界氧指数测定仪、水平垂直燃烧测定仪、锥形量热仪和电子万能试验机研究了聚磷酸铵和氢氧化镁不同配比对聚氨酯泡沫塑料的阻燃性能、燃烧行为和压缩强度的影响。并用扫描电镜观察了阻燃材料燃烧后残炭的微观结构。结果表明,加入30份聚磷酸铵和10份氢氧化镁的聚氨酯硬泡的氧指数达27.5%,最大热释放速率为113.5 KW/m2,比纯聚氨酯硬泡的最大热释放速率下降了22.3%,最大烟释放速率下降58.9%。成炭致密,有良好的阻燃效果。证明复合阻燃剂加入能够增强聚氨酯材料的阻燃抑烟性能。     

微胶囊化山梨醇磷酸酯三聚氰胺盐阻燃聚丙烯的研究

首先研究了聚磷酸铵/季戊四醇/三聚氰胺/聚丙烯(APP/PER/MEL/PP)膨胀型阻燃体系(IFR)的物料配比对PP阻燃性能和抗拉强度的影响,获得了优化配方.然后将优化配伍的APP/PER/MEL/PP与自制的"三位一体"膨胀型阻燃剂微胶囊化山梨醇磷酸酯三聚氰胺盐(MSDM)阻燃PP(MSDM/PP)进行了比较.结果表明,MSDM对PP的阻燃效果优于APP/PER/MEL,这与MSDM中C、N、P、Cl的协效作用有关.MSDM微胶囊对PP的抗拉强度也有促进作用,这可归因于阻燃剂的微胶囊化增强了MSDM的稳定性以及MSDM与PP的相互作用.     

膨胀型阻燃剂阻燃聚丙烯的研究

采用聚磷酸铵(APP)和Deflam(敌火龙)分别对聚丙烯(PP)进行了填充改性,研究了两者对PP力学性能、阻燃性能、结晶性能的影响。结果表明:在PP中分别加入APP和De-flam,都可改善PP的阻燃性能,并且后者对PP的阻燃效果更好。在阻燃性能改善的同时,复合体系的弯曲模量和弹性模量明显提高,但抗拉强度和冲击强度降低。APP和Deflam在PP中都具有成核剂作用,可使PP的结晶过程在较高温度下进行,但Deflam对PP的成核效果不如APP.     

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。     

官能团化聚丙烯对Mg(OH)2/PP力学性能的影响

制备了加有官能团化聚丙烯 (FPP)、接枝单体和原位形成FPP改性Mg(OH) 2 /PP复合材料 ,研究了FPP、接枝单体和原位形成FPP对Mg(OH) 2 /PP复合材料力学性能的影响 ,实验结果表明 ,Mg(OH) 2 使PP力学性能明显降低 ,缺口冲击强度降低比弯曲、拉伸强度更加明显 ,但模量提高。FPP加入有利于复合材料弯曲、拉伸强度提高 ,而且Mg(OH) 2 用量越多 ,效果越明显。接枝单体加入也明显提高复合材料的力学性能 ,尤其高含量Mg(OH) 2 填充复合材料。虽然原位形成FPP改性复合材料的力学性能比仅加有接枝单体的低 ,但随接枝单体用量增加而提高。抗氧剂对原位形成FPP改性复合材料Mg(OH) 2 /PP力学性能影响不大。     

阻燃剂对PVA/松木锯末复合材料的性能影响

探索阻燃剂对聚乙烯醇(PVA)/松木锯末复合材料的力学和阻燃性能影响。以Mg(OH)2和Al(OH)3为阻燃剂,热压成型制备PVA/锯末复合材料,探讨阻燃剂类型和用量对复合材料的力学和阻燃性能影响。结果表明,Mg(OH)2量对复合材料的抗拉强度影响大,对扯断伸长率和邵氏硬度影响较小。Al(OH)3量对复合材料的力学性能影响较小,且阻燃性优于Mg(OH)2,当添加量达7.0%,复合材料的燃烧速度仅为6.5mm/min,阻燃级别可达FH—1。     

氯化亚铜对阻燃体系复合酚醛泡沫性能的影响

以多聚磷酸铵、季戊四醇、氯化亚铜为原料组成膨胀型阻燃系统,研究氯化亚铜添加量对膨胀型阻燃系统复合酚醛泡沫的极限氧指数、燃烧热量释放速率、燃烧总热释放量、比消光面积、有效燃烧热量、耗氧量、烟气密度和有毒气体释放等的影响。结果表明:阻燃体系复合泡沫的极限氧指数在71.5%～73.5%之间,具有良好的阻燃性; 阻燃体系对酚醛泡沫的阻燃符合气相阻燃的机理,并且在氯化亚铜添加量为1.0%～1.5%时,阻燃体系复合泡沫的阻燃性能最优。     

聚丁二酸丁二醇酯/氢氧化镁生物可降解阻燃复合材料的性能研究

熔融挤出制备了聚丁二酸丁二醇酯/氢氧化镁（PBS/Mg(OH)2）生物可降解阻燃复合材料,并对其熔体流动性、热稳定性、阻燃性能、结晶与熔融行为和力学性能进行研究. 结果表明,加入Mg(OH)2降低了PBS的熔体流动速率,延缓PBS在燃烧过程中的分解,有效提高PBS的极限氧指数和抗滴落性能. Mg(OH)2对PBS结晶具有的异相成核作用,显著提高PBS的结晶温度并改变PBS的熔融行为. 当Mg(OH)2质量分数低于40%时,Mg(OH)2提高PBS的拉伸强度、拉伸模量、弯曲强度和弯曲模量,但降低PBS的断裂伸长率和冲击强度;当Mg(OH)2质量分数大于50%时,由于PBS和Mg(OH)2的相容性较差,PBS/ Mg(OH)2复合材料在拉伸和弯曲过程中均呈现出脆性断裂现象,导致拉伸强度和弯曲强度降低.     

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。