PP/LGF复合材料的膨胀性阻燃与协效阻燃性能

采用膨胀型阻燃剂(IFR)及协效剂海泡石(SP)对长玻璃纤维增强聚丙烯(PP/LGF)复合材料进行阻燃,通过双螺杆挤出机制备了PP/LGF母粒,IFR母粒和SP母粒,然后将这3种母粒通过注塑机制备了PP/LGF/IFR/SP复合材料,通过极限氧指数(LOI)、垂直燃烧测试、锥形量热仪、热重分析、扫描电子显微镜、力学性能测试等表征PP/LGF各阻燃复合体系的性能。结果表明,当IFR质量分数为22%时,PP/LGF/IFR阻燃复合材料的LOI为28.8%,且垂直燃烧等级达到V–0级;锥形量热仪测试结果表明加入IFR及SP后阻燃复合体系的第一热释放速率峰值降低,而第二热释放速率峰消失;SP质量分数为1%,IFR质量分数为21%的PP/LGF/IFR/SP阻燃复合材料LOI为29.6%,垂直燃烧等级达到V–0级,热释放速率峰值和总热释放量得到有效降低,热稳定性最好,且燃烧时产生致密的炭层覆盖于玻璃纤维表面,同时加入1%SP后复合材料的力学性能下降幅度相对较小。     

OMMT对LGFPP/IFR阻燃性能、燃烧性能及力学性能的影响

采用熔融共混技术制备了长玻璃纤维增强聚丙烯/膨胀阻燃剂/有机蒙脱土(LGFPP/IFR/OMMT)复合材料。利用极限氧指数(LOI)、锥形量热仪(CONE)以及万能力学试验机,表征了LGFPP/IFR/OMMT复合材料的阻燃性能、燃烧性能以及力学性能。氧指数测试结果表明,OMMT使LGFPP/IFR体系的氧指数提高。当添加2%OMMT时,LGFPP/IFR/OMMT复合材料的氧指数提高至24.2%。锥形量热仪测试结果表明,LGFPP/IFR体系的热释放速率峰值(PHRR)、烟雾生产率(THR)及引燃时间(TTI)均由于添加OMMT而大幅度降低。力学性能测试结果表明,LGFPP/IFR体系的拉伸强度、弯曲强度以及缺口冲击强度因OMMT的添加,分别提高了8.15%、9.04%和24%,使LGFPP/IFR体系中由于IFR引起LGFPP力学性能降低的弊端得到了明显改善。     

CFA/APP协同阻燃动态硫化热塑性弹性体的制备及其性能

将新型无羟基低聚三嗪衍生物(CFA)作为成炭剂与聚磷酸铵(APP)复配成膨胀型阻燃剂(IFR),并研究了不同含量和比例的IFR对动态硫化热塑性弹性体(TPV)阻燃性能、热稳定性能、流变性能和力学性能的影响。结果表明:IFR对TPV有良好的阻燃作用,当IFR(CFA与APP质量比1∶3)质量分数为40%时,TPV/IFR复合材料具有最佳的阻燃性能,极限氧指数为26.4%,且垂直燃烧测试等级为V-0级;TPV/IFR复合材料的热释放速率峰值与总热释放量均大幅降低;IFR能促使TPV/IFR复合材料形成更多的残炭,积分程序分解温度和表观活化能明显增加,材料的热稳定性显著提高;TPV/IFR复合材料虽然加工性能略有降低,但具有优异的力学性能,能满足加工使用要求。     

硅胶与膨胀型阻燃剂复配阻燃LGF/PP复合材料的性能研究

研究硅胶(SG)作为协效剂与IFR协同阻燃LGF/PP复合材料的性能。通过极限氧指数(LOI)、垂直燃烧(UL-94)、锥形量热仪(CONE)、热重分析法(TG)、扫描电子显微镜(SEM)、力学性能等测试表征LGF/PP/IFR/SG阻燃复合体系的性能。结果表明:当硅胶用量为2%时,阻燃复合材料的LOI为29.4%,且燃烧等级达到V-0级;CONE测试结果表明LGF/PP/IFR/SG阻燃复合材料的第一热释放速率峰值降低,而第二热释放速率峰消失;LGF/PP/IFR/SG阻燃复合材料具有较好的热稳定性,且产生致密均匀的炭层;并研究硅胶用量对复合材料力学性能的影响。     

自然老化对膨胀阻燃LGFPP复合材料燃烧性能的影响

通过熔融共混法制备出膨胀阻燃长玻纤增强聚丙烯(LGFPP/IFR)复合材料,利用极限氧指数(LOI)测试、垂直燃烧测试、锥形量热分析等表征手段研究了户外自然条件下,不同自然老化时间对LGFPP/IFR复合材料燃烧性能的影响。结果显示,在LGFPP/IFR复合材料的自然老化过程中,PP基体及IFR会发生降解,导致长时间老化后试样的燃烧性能下降,但在老化初期阻燃剂的迁移效应依然占主导地位。当老化时间为6个月时,试样的LOI达到最大值,为28.2%,其热释放速率峰值、总热释放量以及生烟速率均为最小值,表明复合体系的阻燃性能有所提高。扫描电子显微镜测试结果表明,试样燃烧后形成炭层的致密性是影响复合体系燃烧性能的关键因素。     

有机化坡缕石黏土-膨胀型阻燃聚丙烯复合材料的制备及性能

制备了优异阻燃性能(LOI36%)兼具良好力学性能的膨胀型阻燃聚丙烯复合材料OPGS/PA-APP/PP。将有机化坡缕石黏土引入到哌嗪-多聚磷酸铵(PA-APP)膨胀型阻燃(IFR)聚丙烯(PP)复合材料中,通过极限氧指数(LOI)、垂直燃烧(UL-94)、热重分析法(TGA)、扫描电子显微镜(SEM)、通用电子万能试验机研究了有机化坡缕石黏土添加量对PA-APP阻燃聚丙烯复合材料阻燃性能和力学性能的影响。结果表明,添加质量分数为2%的有机化坡缕石黏土提高了该复合材料的阻燃性能和力学性能。此外,所制备样品经垂直燃烧测试可达到阻燃V-0级别。实验证明,有机化坡缕石黏土在膨胀型阻燃聚丙烯复合材料中具有明显的协效阻燃作用。     

非对称双螺杆制备ABS/PUR-T/HNTs阻燃复合材料的性能

分别采用自主研制的新型同向非对称双螺杆挤出机以及传统双螺杆挤出机制备了丙烯腈–丁二烯–苯乙烯塑料(ABS)/膨胀型阻燃剂(IFR),ABS/热塑性聚氨酯弹性体(PUR-T)/IFR以及ABS/PUR-T/IFR/埃洛石纳米管(HNTs)等3种阻燃复合材料试样,表征了试样的冲击、拉伸和弯曲强度以及极限氧指数(LOI),同时测试了非对称双螺杆挤出机制备的试样的燃烧性能,分析了PUR-T和HNTs对试样性能的影响。结果表明,相比于传统双螺杆挤出机,自制非对称双螺杆挤出机由于具有更优异的混合性能,所制备的复合材料试样力学性能和LOI均有提高;针对非对称双螺杆制备的试样,加入质量分数为17.5%的PUR-T后,其冲击强度提高,而拉伸和弯曲强度降低,LOI由27%提升至40%,热释放速率峰值(PHRR)、平均热释放速率(MHRR)、总热释放量(THR)和生烟速率(SPR)降低,火灾性能指数(FPI)提高,阻燃效果显著增加;进一步加入2%的HNTs后,试样的冲击、拉伸和弯曲强度得到提高,LOI稍有下降,但仍为37%,MHRR和THR有所增大,但PHRR和SPR进一步降低,且FPI提高,有助于降低火灾危险性。     

三嗪膨胀阻燃聚乳酸的制备及其性能

将实验室自制的三嗪大分子成炭发泡剂(CFA)、聚磷酸铵(APP)及硅树脂复配成膨胀阻燃剂(IFR)添加到聚乳酸(PLA)材料中制备阻燃PLA(IFR-PLA)材料,通过极限氧指数(LOI)和垂直燃烧(UL-94)测试研究了材料的阻燃性能。通过热重分析(TGA)测试研究了材料的热降解行为和成炭性能,通过锥形量热(CONE)测试研究了材料的燃烧行为,并对其燃烧后残炭的形貌进行研究。结果表明:当APP与CFA的质量比为5∶1,IFR的添加量为15%时,IFR-PLA材料通过UL-94 V-0级,LOI值达33.5%。IFR的加入促进了PLA材料的降解和成炭,从而提高了材料的阻燃性能。     

PP复合材料的制备及其阻燃性能研究

将碳微球(CMSs)及聚磷酸铵(APP)添加至聚丙烯(PP)中,制备了PP复合材料。采用极限氧指数(LOI)、热重分析仪(TGA)、锥形量热仪(CONE)及电子万能试验机(EUT)等表征手段对PP复合材料的阻燃性能、热稳定性能以及力学性能进行了测试分析,考察了APP与CMSs的质量比以及添加量对PP阻燃体系性能的影响。结果表明:在APP与CMSs质量比为4:1,总添加量为30%时,PP/CMSs/APP复合材料的LOI为28.7%,较纯PP提高了59.4%;火灾性能指数(FPI)值较纯PP提高了约5倍;热释放速率峰值(PHRR)、总热释放量(THR)、平均热释放速率(MHRR)和平均有效燃烧热(MEHC)分别较纯PP降低了31.11%、14.2%、24.5%和32.1%;火灾蔓延指数(FGI)值较纯PP降低了55.3%,且复合材料的热稳定性有所提高,成炭能力显著提升,PP的阻燃性能得到明显改善。     

碱木质素/聚磷酸铵膨胀阻燃聚氨酯泡沫的制备及性能研究

采用一步发泡法制备出聚氨酯泡沫(PUF),将精制碱木质素与聚磷酸铵(APP)按不同比例组成膨胀阻燃剂(IFR)并添加到PUF中,制得碱木质素/聚磷酸铵膨胀阻燃聚氨酯泡沫(PUF/IFR)。通过极限氧指数(LOI)测试、热重分析(TG)、扫描电镜(SEM)考察了PUF/IFR材料的阻燃性能、热降解行为、成炭性能及残炭微观形貌。结果表明:当碱木质素与APP的复配比为1:6、IFR添加量为30%时,PUF/IFR的LOI值达到26.3%。IFR的加入形成了连续致密的炭层附着在材料表面,降低了材料的热降解速率,提高了残炭率,从而改善了材料的热稳定性和阻燃性能。     

火焰在阻火器中传播与淬息的研究综述

现代化工中广泛应用阻火器阻止可燃气体在输运管网中爆炸灾害事故的发生,研究预混可燃气体火焰在阻火单元中的传播对阻火器的设计与应用具有重要意义.本文介绍了阻火器的运用及阻火器淬息的基本原理,阐述了国内外的实验研究、理论研究成果及利用现代计算机数值模拟研究的现状,并提出了今后的研究方向.     

Effect of the addition of triphenylphosphine oxide,hexabromocyclododecane, and ethyl bromide on a CH<Subscript>4</Subscript>/O<Subscript>2</Subscript>/N<Subscript>2</Subscript> flame at atmospheric pressure

The chemical and thermal structure of a Mache-Hebra burner stabilized premixed rich CH₄/O₂/N₂ flame with additives of vapors of triphenylphosphine oxide [(C₆H₅)₃PO], hexabromocyclododecane (C₁₂H₁₈Br₆), and ethyl bromide (C₂H₅Br) was studied experimentally using molecular beam mass spectrometry (MBMS) and a microthermocouple method. The concentration profiles of stable and active species, including atoms and free radicals, and flame temperature pro.les were determined at a pressure of 1 atm. A comparison of the experimental and modeling results on the flame structure shows that MBMS is a suitable method for studying the structure of flames stabilized on a Mache-Hebra burner under near-adiabatic conditions. The relative flame inhibition effectiveness of the added compounds is estimated from changes in the peak concentrations of H and OH radicals in the flame and from changes in the flame propagation velocity. The results of the investigation suggest that place of action of the examined flame retardants is the gas phase. __________ Translated from Fizika Goreniya i Vzryva, Vol. 43, No. 5, pp. 12–20, September–October, 2007.     

环保型阻燃剂的现状及发展趋势

环保型阻燃剂主要是指不含有卤素的阻燃剂,主要包括无机阻燃剂、有机硅系阻燃剂、有机磷系阻燃剂、氮系阻燃剂、纳米级阻燃剂、膨胀型阻燃剂等。文章主要分析了环保型阻燃剂的应用、发展现状及今后此类阻燃剂的发展趋势。     

新型无卤阻燃剂的研究与应用

介绍了纳米型、膨胀型和磷系三种新型无卤阻燃剂的研究与应用进展。该系列阻燃剂是无卤阻燃剂中的典型代表，其热稳定好、高效、抑烟、阻滴、安全、无毒，对环境基本无污染，在阻燃材料中得到广泛的应用，并将逐渐代替含卤阻燃剂。     

我国阻燃剂行业状况

介绍了我国阻燃剂的生产现状、开发前景及相关法律保障。涉及的阻燃剂有十溴二苯醚、十溴二苯乙烷、溴化环氧树脂、四溴双酚A、六溴环十二烷、硅系阻燃剂、磷系阻燃剂、三嗪系阻燃剂和无机阻燃剂等。     

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。     

阻燃剂的发展及其在阻燃塑料中的应用

综述了我国阻燃剂的生产应用情况,描述了阻燃剂家族中的溴系、磷系、三嗪系、硅系、膨胀型、无机填料等系列产品的应用特点。同时就常用的PP、PE、PVC、PS、HIPS、ABS、聚酰胺、PC、PBT、PET、不饱和聚酯、PU和环氧树脂等热塑性通用塑料、热塑性工程塑料和热固性塑料中的阻燃技术进行了初步介绍。     

无卤阻燃剂的研究现状

综述了磷系阻燃剂、氮系阻燃剂、硅系阻燃剂、金属氢氧化物阻燃剂及膨胀型阻燃剂的研究状况及阻燃机理。     

磷系阻燃剂发展现状与趋势

简述了我国阻燃剂的市场现状和前景,介绍了磷系阻燃剂的阻燃机理,论述了国内外磷系阻燃剂的分类、特点并介绍了该类阻燃剂的机理及研究现状和发展趋势。     

国外含磷系、卤素系阻燃聚氨酯材料的研究进展

介绍了国外含磷系、卤素系阻燃聚氨酯材料研究状况，当今研究重点主要集中在有机磷酸酯添加型阻燃剂，反应型阻燃剂以及具有阻燃特性的聚氨酯黏结剂，建议今后应将提高阻燃聚氨酯材料的综合性能和阻燃机理作为研究的重点。