无卤阻燃聚乙烯材料的制备及性能

利用有机杂环磷酸酯1,2,3-三(5,5-二甲基-1,3-二氧杂环己内磷酸酯基)苯(FR)单配阻燃聚乙烯(PE),通过极限氧指数(LOI)、水平燃烧(UL-94)、热重分析(TGA)、锥形量热(CONE)等方法研究了FR对聚乙烯材料阻燃性能影响。结果表明:当FR总添加量为10%,阻燃PE的av-HRR、pk-HRR、av-EHC及av-MLR相对未阻燃PE分别降低58.1%、41.6%、56.6%和59.6%,呈现出较好的隔氧、隔气和阻燃性能;但是,阻燃剂的加入并没有对烟及毒性气体的释放量有太大的改善。扫描电子显微镜(SEM)研究表明:FR催化PE在燃烧初期会结成连续、致密的炭层,有效地阻碍了气体的自由流通。     

型阻燃环氧树脂复合材料的阻燃及燃烧特性

合成新型树状单分子磷-溴阻燃剂1,3,5-三(5,5-二溴甲基-1,3-二氧杂已内磷酰氧基)苯(FR),制备阻燃环氧树脂(EP)复合材料,利用极限氧指数(LOI)、垂直燃烧(UL-94)、锥形量热(CONE)等方法研究FR对环氧树脂的阻燃性能及燃烧特性的影响.结果表明:当FR添加量为30%时,阻燃EP的LOI达到29.4%,垂直燃烧通过V-O级,其av-HRR,av-EHC,av-SEA及av-MLR较未阻燃EP分别降低87.5%、92.8%、90.8%和58.5%,呈现出良好地阻燃效果和抑烟性能;扫描电子显微镜(SEM)观测发现:阻燃EP燃烧后形成了均匀闭孔炭层.     

磷/溴单分子阻燃硬质聚氨酯泡沫复合材料制备及阻燃性能

将磷/溴单分子阻燃剂1,3,5-三(5,5-二溴甲基-1,3-二氧杂己内磷酰氧基)苯(FR)作用于硬质聚氨酯泡沫,制备出阻燃复合材料(FR/RPUF),利用极限氧指数、水平燃烧、锥形量热研究FR对硬质聚氨酯泡沫的阻燃性能及火灾燃烧性能的影响。结果发现:当FR添加量为15%时,阻燃聚氨酯泡沫的LOI达到24.1%,水平燃烧达到HF-1级,热释放速率平均值、热释放速率峰值、有效燃烧热及一氧化碳平均释放量分别降低78.7%、78.4%、57.1%和32.2%,硬质聚氨酯泡沫材料火灾危险性大幅度降低。     

DOPO基低聚物与介孔二氧化硅协同阻燃环氧树脂

采用介孔二氧化硅(MS)与9,10–二氢–9–氧杂–10–磷杂菲–10–氧化物基低聚物(PDAP)对环氧树脂(EP)进行阻燃,制备阻燃环氧固化物。通过热重分析、极限氧指数(LOI)和UL–94测试对固化物的热稳定性和阻燃性能进行研究,并利用红外光谱、裂解–气相色谱/质谱联用仪和扫描电子显微镜对MS与PDAP的协同阻燃机理进行研究。结果表明,PDAP与MS存在较好的协同阻燃作用,当4%的PDAP和0.5%的MS添加至EP中,得到的固化物在燃烧时出现剧烈的吹熄现象,其LOI值高达34.3%,并通过UL–94的V–0级测试。在凝聚相,PDAP降解产生的磷酸类物质与MS反应生成磷硅酸盐,促进生成富磷、硅的致密炭层。在气相的阻燃机理主要是含磷自由基的猝灭作用和难燃气体的稀释作用。     

磷系阻燃剂FR/APP协效阻燃PP

采用氧指数测定仪、热重分析仪和锥形量热仪研究了磷系阻燃剂1,3,5-三(5,5-二甲基-1,3-二氧杂环己内磷酸基)苯(FR)和聚磷酸铵(APP)复配体系对聚丙烯(PP)材料阻燃性能的影响.结果表明,FR/APP提高了PP的极限氧指数(LOI)、热稳定性和残炭率,降低了热释放速率.当w(FR)为15%和w(APP)为10%复配阻燃PP时,复合材料的LOI为29.6%.阻燃级别达到UL 94 V-0级.     

粉煤灰及其与红磷复配阻燃EVA复合材料的性能

以乙烯-乙酸乙烯共聚物(EVA)为基体树脂,粉煤灰(FA)为复配阻燃剂,通过添加协效阻燃剂红磷(RP)制得EVA/FA/RP复合材料。采用极限氧指数(LOI)测试、锥形量热仪测试、烟密度测试等研究了复合材料燃烧性能和生烟性能,并探讨了其阻燃及抑烟机理。结果表明:w(EVA)为50%,w(FA)为47%,w(RP)为3%时,制备的复合材料的LOI最高,达到了25.6%;与纯EVA相比,复合材料的热释放速率、质量损失、烟生成速率均显著降低,表现出良好的阻燃性能;在点火和未点火情况下,复合材料均表现出良好的抑烟性能。     

磷化酚醛树脂的合成及其阻燃性能研究

以苯酚,三氯氧磷(POCl3),热塑性酚醛树脂(FR)为原料,三乙胺(Et3N)为缚酸剂合成了一种新型的含磷阻燃剂-磷化酚醛树脂(FR-P),采用红外光谱(FT IR),核磁共振磷谱(31PNMR),电感耦合等离子体发射光谱(ICP)及热重分析(TG)对聚合物的结构及热性能进行了表征,探讨了合成中的各因素对反应的影响,得出了最佳的合成工艺条件,并将合成的化合物用于PC的阻燃,采用热分析法、极限氧指数法(LOI)对阻燃体系的热性能和阻燃性能进行了表征,并与PC/FR阻燃体系进行了比较。研究结果表明,FR-P在高温下的热稳定性和成炭性与FR相比有较大的提高,它能促进PC热降解时成炭,使PC的热分解速率降低,当FR-P添加量为15%时,阻燃体系的LOI达31%,且通过UL94V-1级测试,其阻燃效果远远好于FR。     

几种常见阻燃聚乙烯的热解特性研究

采用垂直燃烧法、差示扫描量热法、热重分析法和裂解气相色谱/质谱法研究了溴系阻燃剂、膨胀阻燃剂、无机磷阻燃剂和氮系阻燃剂对聚乙烯(PE)热解的影响,同时结合Kissinger法与Flynn-Wall-Ozawa法求其热解活化能。结果表明,四种阻燃体系不同程度地提高了PE的结晶度。与纯PE相比,阻燃PE热解起始温度提前,分解温度区间变宽,最大失重速率降低。Kissinger法与Flynn-Wall-Ozawa法求得的活化能显示,阻燃PE热解活化能增大,说明更难发生分解,且两种方法所求活化能相对偏差在10%以内,可以较好地反映热解规律。通过裂解气相色谱/质谱法(Py-GC/MS)分析可知,阻燃PE易燃挥发成分占比下降且某些PE试样有环己烯、磷烷和叠氮酸等特征物质生成,为阻燃机理和热解产物毒性的研究提供了参考依据。     

DOPO衍生物阻燃环氧树脂的制备与性能研究

通过3-氨基苯氧基邻苯二甲腈(3-APN)与9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)反应,合成腈基型含磷阻燃剂DOPO-ATR,将阻燃剂按一定比例与双酚A型E-51环氧树脂复合,制备阻燃环氧固化物。通过TG测试、LOI测试、垂直燃烧测试和锥形量热测试,探究DOPO-ATR对阻燃环氧固化物的热稳定性和阻燃性能的影响,同时探究DOPO-ATR的阻燃机理。结果表明:当DOPO-ATR的添加量为10%时,阻燃环氧树脂的LOI值最大为34.8%,与纯EP相比提升55.4%;UL-94等级为V-0级,热释放速率峰值最小为533.28 kW/m~2,与纯EP相比降低32%;总热释放量最小为58.98 MJ/m~2,与纯EP相比降低43%;总烟气释放量最小为35.0 m~2。同时,DOPO-ATR的加入能够提高EP的热稳定性和残炭率。通过阻燃机理可知,DOPO-ATR在气相和凝聚相中均表现阻燃效果。因此,DOPOATR对EP具有一定的阻燃效果,且阻燃剂含量为10%时,阻燃效果最好。     

聚磷酸铵/次磷酸铝/聚氨酯密封胶阻燃体系的阻燃及热降解行为

以蓖麻油为基础多元醇,聚磷酸铵(APP)与次磷酸铝(AHP)复配协同聚氨酯阻燃体系,制备了阻燃聚氨酯密封胶(FRPUS)。研究了APP/AHP阻燃体系对FRPUS阻燃性能、热稳定性能的影响。结果表明,APP与AHP的质量比为5:1,添加量为50%时,FRPUS的极限氧指数(LOI)值达到35.1%,较纯PUS提高74.6%;TGA和热降解动力学表明APP/AHP提高了阻燃体系的热稳定性。     

An effective flame retardant for poly(ethylene terephthalate) synthesized by phosphaphenanthrene and cyclotriphosphazene

A novel flame retardant [9,10‐Dihydro‐9‐oxa‐10‐phosphaphenanthrene‐10‐oxideÔtriphosphazene (DOPO–TPN)] based on phosphaphenanthrene and cyclotriphosphazene was synthesized and used to improve the flame retardancy of poly(ethylene terephthalate) (PET). The structure of DOPO–TPN was characterized by nuclear magnetic resonance, Fourier transform infrared spectroscope (FTIR), and elemental analysis. PET/DOPO–TPN composites with different amount of DOPO–TPN were prepared and the flame retardancy was determined by limiting oxygen index (LOI) and vertical burning test (UL‐94). With the incorporation of 5 wt % DOPO–TPN, the composite achieved a LOI value of 34% and UL‐94 V‐0 rating. The thermal properties of the PET/DOPO–TPN composites were investigated by thermogravimetric analysis. The flame retardant mechanism was investigated by pyrolysis‐gas chromatography/mass spectrometry (Py‐GC/MS), FTIR, and scanning electron microscopy (SEM). The Py‐GC/MS results showed that DOPO based fragments would exist in the gas phase during the pyrolysis of PET/DOPO–TPN composites which demonstrated that DOPO–TPN could act through gas‐phase action to exert flame retardant effect. The results of FTIR and SEM demonstrated that DOPO–TPN could promote the formation of compact and intact char residues to inhibit the heat and combustible gas transmission in condensed phase. © 2017 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2017 , 134, 45246.     

三聚氰胺和磷酸对大豆蛋白纤维的阻燃研究

用三聚氰胺和磷酸协同体系对大豆蛋白纤维（天鹅绒,38％大豆蛋白纤维／38％棉／24％涤纶）进行阻燃处理（主要对天鹅绒制品中的大豆蛋白纤维的处理）,并采用了限氧指数（LOI）、剩炭率、热分析、扫描电子显微镜（SEM）等方法对处理前后大豆蛋白纤维的阻燃性能及其热降解机理进行了研究．对比未阻燃的样品,阻燃处理后的大豆蛋白纤维的剩炭率、氧指数升高,热降解起始温度降低,阻燃性得到明显改善．     

无卤阻燃聚对苯二甲酸丙二酯的研究

使用无卤磷系阻燃剂二乙基次膦酸铝(ADP)和氮系阻燃剂三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)作为阻燃剂,马来酸酐接枝聚烯烃弹性体(POE-g-MAH)为增韧剂,对聚对苯二甲酸丙二酯(PTT)进行阻燃改性,分别研究两种不同体系阻燃剂对PTT阻燃性能和力学性能的影响,并通过热失重(TG)分析仪、差示扫描量热(DSC)仪,扫描电子显微镜(SEM)对其阻燃机理进行研究。实验结果表明,添加质量分数10%的ADP时,阻燃PTT达到V–0级,极限氧指数(LOI)达到30.0%,ADP主要在凝聚相中发挥阻燃作用;添加质量分数20%的MCA时,阻燃PTT达到V–0级,LOI达到24.9%,MCA主要在气相中发挥阻燃作用;ADP与MCA的加入都降低了阻燃PTT的综合力学性能。TG和DSC测试结果说明,ADP与PTT间的相容性良好,可以有效地促进PTT成炭并提高材料的阻燃性能;MCA与PTT间的相容性较差,且MCA对PTT成炭没有影响。添加质量分数5%的ADP和10%的MCA时,阻燃PTT达到V–0级,LOI达到26.9%,说明ADP与MCA具有协效阻燃作用。     

Flame‐retardant properties and mechanisms of epoxy thermosets modified with two phosphorus‐containing phenolic amines

Two phosphorus‐containing phenolic amines, a 9,10‐dihydro‐9‐oxa‐10‐phosphaphenanthrene‐10‐oxide (DOPO)‐based derivative (DAP) by covalently bonding DOPO and imine (SB) obtained from the condensation of p‐phenylenediamine with salicylaldehyde, and its analog (AP) via the addition reaction between diethyl phosphite and SB, were used to prepare flame‐retardant epoxy resins. The burning behaviors and dynamic mechanical properties of epoxy thermosets were studied by limited oxygen index (LOI) measurement, UL‐94 test, and dynamic mechanical analysis. The flame‐retardant mechanisms of modified thermosets were investigated by thermogravimetric analysis, Py‐GC/MS, Fourier transform infrared, SEM, elemental analysis, and laser Raman spectroscopy. The results revealed that epoxy thermoset modified with DAP displayed the blowing‐out effect during UL‐94 test. With the incorporation of 10 wt % DAP, the modified thermoset showed an LOI value of 36.1% and V‐0 rating in UL‐94 test. The flame‐retardant mechanism was ascribed to the quenching and diluting effect in the gas phase and the formation of phosphorus‐rich char layers in the condensed phase. However, the thermoset modified with 10 wt % AP only showed an LOI value of 25.7% and no rating in UL‐94 test, which was possibly ascribed to the mismatching of charring process with gas emission process during combustion. © 2016 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2016 , 133, 43953.     

无机金属氧化物复合羊毛纤维的阻燃机理研究

通过热分析、剩碳率、氧指数和扫描电镜对无机金属氧化物溶胶处理后的羊毛样品的热降解行为进行了表征,并对其阻燃机理作了初步探讨。结果表明,经过阻燃处理的羊毛其氧指数、剩碳率比未处理的羊毛升高,阻燃性明显增强。     

螺环磷酰咪唑酯对棉布阻燃性能和力学性能的影响

采用自制膨胀型阻燃剂螺环磷酰咪唑酯通过浸轧方法对纯棉布进行阻燃整理,考察了阻燃剂、助剂的比例以及焙烘温度对整理棉布的极限氧指数(LOI)的影响。从中选取LOI值超过28%的阻燃棉布共8组,进行垂直燃烧和拉伸性能测试,进一步确定较优的阻燃整理工艺。结果发现,较优的阻燃整理条件为:整理液中w(阻燃剂)=30%,w(催化剂)=1.5%,w(交联剂)=1%,焙烘温度为150℃时,阻燃棉布的LOI值达到33.96%,阻燃等级达到B1级,拉伸性能测得断裂强力为312.50 N;对该条件下阻燃整理的棉布进行热重分析,结果表明,棉布的初始热分解温度提前了100℃,最大热分解速度降低,600℃下的残留量由几乎烧尽提高到30%。说明螺环磷酰咪唑酯阻燃体系对棉布具有很好的阻燃作用。     

阻燃环氧树脂/有机蒙脱土纳米复合材料制备及阻燃性能

研究制备了环氧树脂(EP)/有机蒙脱土(OMMT)、N,N-二(2-羟乙基)氨甲基膦酸二乙酯(BHAPE)阻燃剂阻燃的EP和EP/OMMT等复合材料。XRD证明分散在复合材料中的OMMT为剥离型的,且BHAPE的加入不影响材料中OMMT剥离后的层间距。研究证明,单独使用BHAPE很难使EP通过UL 94 V-0阻燃级,仅添加OMMT的EP固化物,其氧指数和UL94阻燃性能几乎与纯EP固化物的一样。但是同时添加BHAPE和OMMT的EP固化物,当BHAPE和OMMT的添加量分别为25%和5%时,不仅BHAPE/EP/OMMT复合物的CONE阻燃参数都明显降低,而且能通过UL94V-0级。可能是BHAPE和OMMT在凝聚相同时发挥作用,即BHAPE和OMMT协同阻燃作用提高了复合材料的综合阻燃性能。     

系列羟基锡酸盐对半硬质PVC的阻燃消烟作用

研究了系列羟基锡酸盐阻燃剂对半硬质PVC的阻燃消烟作用。通过对样品燃烧后剩炭含量及扫描电镜(SEM)分析,探讨了锡酸盐体系阻燃抑烟的机理。结果表明:经阻燃处理的样品具有较高的极限氧指数(LOI)和剩炭率,较低的烟密度等级(SDR)和最大烟密度(MSD),与未处理的样品相比具有较好的阻燃和消烟性能。由于阻燃剂的添加量较少,对材料力学性能影响不大。     

磷-氮协效阻燃水性聚氨酯的性能

引言目前,市场上基本上采用添加型阻燃剂与水性聚氨酯复配的方式对织物进行阻燃整理,这种方式具有涂层不透明、阻燃剂添加量大、耐水洗性差等缺点。而反应型阻燃水性聚氨酯可以克服这些缺     

NPM阻燃聚丙烯的研究

通过氧指数(LOI)、水平燃烧(HB)、热重分析(TGA)、扫描电镜(SEM)和红外(IR)等表征方法,研究了单组分膨胀型阻燃剂新戊二醇磷酸脂三聚氰胺盐(NPM)阻燃PP体系的阻燃性能、燃烧炭层结构及阻燃机理,评价了NPM的添加量对体系物理性能的影响。结果表明:PP/NPM(100/30)体系的氧指数为26．8%,600℃时的成炭率为8．30%,NPM显著提高了体系的热稳定性。