Ni-MOF与焦磷酸哌嗪对环氧树脂的协同阻燃及抑烟

将含镍金属有机框架材料（Ni-MOF）与焦磷酸哌嗪（PPAP）复配后添加到环氧树脂（EP）中,通过极限氧指数（LOI）、垂直燃烧（UL 94）及锥形量热（CONE）测试研究了材料的阻燃性能及烟释放行为。结果表明,添加6%（质量分数,下同）的PPAP时,材料的LOI值为27.9%,垂直燃烧测试通过了UL 94 V-0级;当PPAP与Ni-MOF以质量比99∶1混合,总添加量为5%时,材料的LOI值达到29.3%并通过了UL 94 V-0级;极少量Ni-MOF的加入,有效提高了材料的阻燃效率。CONE测试表明,在相同阻燃剂添加量下,EP/PPAP/Ni-MOF材料的热释放速率、总热释放量、烟释放速率及总烟释放量,与EP/PPAP材料相比均得到了明显降低;Ni-MOF的引入,降低了材料的燃烧强度,减少了烟气的释放;Ni离子与PPAP受热分解形成的磷酸及多聚磷酸发生交联,将更多的磷留在了凝聚相中,促进了材料形成更加丰富、强度更高的炭层,有效抑制EP燃烧过程中热量和烟气的释放,从而提高了EP材料的火安全性能。     

聚乳酸/苯基次膦酸镧复合材料的制备及阻燃性能研究

采用简单方法制备了苯基次膦酸镧(LaP),并将其作为阻燃剂引入聚乳酸(PLA)中,制备了一系列PLA/LaP复合材料。采用热重分析(TG)、极限氧指数(LOI)、UL 94垂直燃烧、微型量热测试(MCC)等方法研究PLA/LaP复合材料的热稳定性、阻燃性能和燃烧性能。结果表明,LaP可以提高复合材料阻燃性能,30 %（质量分数,下同）的LaP使得复合材料的极限氧指数达到24.8 %,并通过UL 94 V-2级别;LaP可明显提高复合材料的热分解温度和成炭率;高添加量LaP可显著降低复合材料的热释放速率峰值（pHRR）和总热释放(THR),有效降低了复合材料的火灾危险性。     

O–VMT和二乙基次磷酸铝对PBT/GF的阻燃作用

研究了有机蛭石(O–VMT)和二乙基次磷酸铝(ADP)对玻纤(GF)增强聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)(PBT/GF)的阻燃作用,对复合材料的极限氧指数(LOI)和UL94阻燃等级进行测试,并用热失重和锥形量热仪进行分析。结果发现,ADP可以很好阻燃PBT/GF,加入19%的ADP,复合材料的LOI为33.5%,阻燃达到UL941.6 mm V–0级,相对PBT/GF,其点燃时间、火灾性能指数(FPI)有所提高,热释放速率峰值(PHRR)、平均热释放速率(AHRR)、总热释放量(THR)及总生烟量(TSR)有所降低。同时加入15%的ADP和2%的O–VMT,复合材料的PHRR,AHRR,THR和TSR相对单独添加17%ADP的材料,分别降低12.8%,9.5%,4.5%和15.9%,FPI提高15.4%,LOI和UL94阻燃也对应提高,O–VMT和ADP在PBT/GF中有协同阻燃作用。     

含DOPO的聚膦酸酯的制备及其阻燃PET的性能

为提高聚对苯二甲酸乙二酯(PET)材料的阻燃性能,减少其在燃烧时释放的有毒有害气体,同时对聚合型膦酸酯的阻燃行为进行研究,合成了一种聚磷酸酯阻燃剂(PDPP)。分别采用傅里叶变换红外光谱仪和核磁共振光谱仪表征了PDPP的化学结构。利用热失重分析仪、极限氧指数(LOI)测定仪、UL 94垂直燃烧测试,表征了阻燃剂和PET复合物的综合性能。结果发现,PDPP拥有良好的热稳定性,且添加质量分数8%PDPP的PET/PDPP复合材料的LOI值能够达到29.6%,并垂直燃烧测试通过了UL94 V-0级,同时在燃烧过程中PDPP能有效地抑制烟热的释放,较纯PET,热释放速率峰值(PHRR)和总烟释放量(TSR)分别降低了61.5%和47%。利用扫描电子显微镜,热重红外联用仪,热台红外仪对PET/PDPP复合材料的阻燃机理进行了测试,得出结论,PDPP能够在燃烧过程中同时发挥气相和凝聚相阻燃作用,共同提高了PET/PDPP复合材料的阻燃性能,为高效聚膦酸酯阻燃体系提供了新的思路。结果发现在气相和凝聚相的共同作用下,提高了PET/PDPP复合材料的阻燃性能。     

聚磷酸酯膨胀阻燃剂复配有机蒙脱土阻燃改性环氧树脂

以间苯二胺为固化剂,聚苯氧基磷酸210氢9氧杂磷杂菲对苯二酚酯（POPP）、聚磷酸铵（APP）为阻燃剂, 复配质量分数为1 %有机蒙脱土（OMMT）为膨胀阻燃体系,对环氧树脂（EP）进行阻燃改性。通过极限氧指数测定仪、垂直燃烧测定仪同步热分析仪、锥形量热等研究改性EP的阻燃性能、热性能和力学性能。结果表明,当膨胀阻燃体系（2.5 %POPP/APP+1 %OMMT）添加量为3.5 %时,改性EP可达UL 94 V-0级,同时LOI为25.2 %;当膨胀阻燃体系添加量为11 %时,改性EP的LOI值进一步升高到31.7 %;阻燃剂的加入,使EP的初始分解温度略有降低,但残炭量明显增加;POPP/APP/OMMT的加入很大程度上降低了EP的热释放速率、烟释放量和平均热释放速率。     

无卤膨胀阻燃长玻纤增强聚丙烯性能研究*

利用无卤膨胀阻燃剂(IFR)阻燃长玻纤增强聚丙烯(LGFPP)复合材料,研究IFR的添加量对复合材料阻燃性能、热稳定性能、燃烧性能和力学性能的影响。结果表明,加入IFR使复合材料燃烧后生成了具有阻燃作用的炭层,显著提高了复合材料的阻燃性能。随IFR添加量的增加,复合材料的极限氧指数(LOI)逐渐提高,热释放速率峰值及其平均值、总热释放速率和生烟速率逐渐降低,力学性能略有下降。当IFR质量分数为20%时,复合材料的LOI和垂直燃烧等级分别达到了24.4%和UL 94 V-0级。     

竹基多孔碳协同二乙基次膦酸铝催化阻燃环氧树脂及作用机理研究

利用可再生资源为协效剂,将竹基多孔碳（PCM）与二乙基次膦酸铝（AlPi）添加于环氧树脂（EP）,研究了PCM协同AlPi催化阻燃EP复合材料性能及作用机理。结果表明,PCM(3%)与AlPi(4.4%)复合于EP后,复合材料的极限氧指数（LOI）由纯EP的24.6%提高到42.6%,UL 94测试达到V-0级,热释放速率峰值降低60.7%,PCM协同AlPi催化阻燃EP的效果显著。热失重-红外光谱联用、热失重-质谱联用、X射线光电子能谱及拉曼光谱研究揭示,PCM具有催化AlPi在气相释放二乙基次膦酸捕捉自由基,在凝聚相形成氧化铝、磷酸铝和焦磷酸铝,提高炭层的耐热氧化能力及促进类石墨炭层形成的作用。     

RDP与葫芦脲协同阻燃聚碳酸酯的研究

采用间苯二酚二苯基磷酸酯（RDP）复配大环分子葫芦［6］脲（CB［6］）对聚碳酸酯（PC）进行无卤阻燃改性。通过极限氧指数仪、锥形量热仪、热失重分析仪及扫描电子显微镜测试分析了阻燃体系的阻燃性能、热性能及燃烧炭层的微观形貌。结果表明,RDP与CB［6］复配质量比为6∶2时阻燃效果最好,材料的极限氧指数达到32.5 %,通过UL 94 V-0级,热释放速率峰值(PHRR)降低至266 kW/m2;复配阻燃体系的加入改善了PC热稳定性,提高了阻燃复合材料的残炭率;复配阻燃体系能促进形成连续致密的膨胀炭层。     

MoO_3在聚烯烃/MH-EG阻燃体系中的协效作用研究

以氢氧化镁(MH)和可膨胀石墨(EG)为阻燃剂制备了阻燃聚烯烃(PO)材料,研究了三氧化钼(MoO_3)在该体系中的阻燃协效作用。结果表明:当MH添加量为40%时,阻燃PO的极限氧指数(LOI)仅为24.4%,继续加入6phr EG后,阻燃PO的LOI提高至28.2%,但不能提升材料的垂直燃烧等级。在PO/MH-EG体系中加入1 phr MoO_3后,材料的LOI达到29.5%,并通过UL 94V-0测试。此外,热重分析(TGA)和锥形量热(Cone)数据显示,MoO_3的加入可以促使材料提前交联成炭,提高材料的残炭率。与PO/MH-EG体系相比,PO/MH-EG-MoO_3阻燃材料的热释放速率峰值(PHRR)和烟释放速率峰值(PSPR)分别降低了40.98%和56.76%。     

阻燃成炭剂trimer和微胶囊红磷复配阻燃聚甲醛的研究

采用兼具阻燃和成炭作用的笼状磷酸酯三（1-氧代-1-磷杂-2,6,7-三氧杂双环［2.2.2］辛烷-4-亚甲基磷酸酯）（trimer）和微胶囊红磷（MRP）复配阻燃聚甲醛（POM）。采用垂直燃烧试验、极限氧指数和热重分析研究复配阻燃体系对POM的阻燃性能,并对阻燃POM的力学性能进行分析。结果表明,trimer和MRP有很好的协同阻燃性能;trimer/MRP/ME的添加量为23 %时,阻燃聚甲醛达到UL 94 V-0,极限氧指数最高达29.4 %。     

苯基次膦酸锌阻燃改性聚乳酸材料

采用共沉淀法合成了苯基次膦酸锌(ZnP)并对其进行表征,在此基础上通过熔融共混技术制备了一系列聚乳酸/苯基次膦酸锌(PLA/ZnP)复合材料,采用热重分析,极限氧指数测试（LOI）,UL 94垂直燃烧测试、微型量热(MCC)研究ZnP对复合材料热稳定性、阻燃性能以及燃烧性能的影响。研究表明,ZnP可以提高复合材料的热分解温度和成炭性,30 %（质量分数,下同）ZnP使得复合材料的分解温度相对于纯PLA上升8 ℃,750 ℃成炭率达到18.5 %;此外,ZnP可以提高复合材料阻燃性能,PLA/ZnP30的极限氧指数达到24.0 %,并通过UL 94 V-2级别,热释放速率峰值相对于PLA降低了24.9 %,有效提高了复合材料火灾安全性。     

硼酸锌协同膨胀型阻燃剂改性电缆用EVA复合材料的制备与性能

为了改善电缆用乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)的阻燃性能，通过掺杂硼酸锌(ZB)和膨胀型阻燃剂(IFR)，制备了EVA改性复合材料。结果表明：EVA中ZB掺杂量为15份时，制备的复合材料综合性能最优。EVA/ZB-15复合材料的拉伸强度为21.4 MPa，与EVA相比提高了35.4%。EVA/ZB-15复合材料的极限氧指数(LOI)为28.6%，达到UL94 V-0等级。EVA/ZB-15复合材料的热释放速率峰值为272 kW/m²，与EVA相比降低了32.2%；总热释放量为103 MJ/m²，与EVA相比降低了29.9%；产烟总量为15.6 m²，与EVA相比下降了39.1%,EVA复合材料具有较好的阻燃效果。     

聚磷酸铵/Zn-Fe-LDH协效阻燃环氧树脂研究

聚磷酸铵(APP)单独应用于阻燃环氧树脂(EP)时,阻燃效率较低,往往需要较大的添加量才能达到环氧树脂复合材料的阻燃要求。通过制备层状双金属氢氧化物Zn-Fe-LDH,然后将其与聚磷酸铵复配引入环氧树脂中,成功制备出阻燃型复合材料(Zn-Fe-LDH+APP)/EP。极限氧指数(LOI)及垂直燃烧(UL94)测试表明,当Zn-Fe-LDH和APP的总添加量为5%时,(Zn-Fe-LDH+APP)/EP的LOI为28.6%,UL94可达V-1级,锥形量热结果表明,相比较纯APP,Zn-Fe-LDH和APP体系可明显降低环氧树脂的热释放和烟释放。     

无卤阻燃聚碳酸酯薄壁材料

分别将磺酸盐阻燃剂(KSS)、甲基苯基硅树脂(SFR)和聚四氟乙烯(PTFE)进行复配制备无卤阻燃聚碳酸酯(PC)薄壁材料.用极限氧指数(LOI)、热失重(TG)、水平垂直燃烧等测试手段分析研究各阻燃体系对PC及PC薄壁制品的阻燃性,并测试其对力学性能的影响.结果表明:KSS,SFR能提高PC的阻燃性能,SFR尤其能提高PC的加工性能和缺口冲击强度.在KSS和SFR的添加量分别为0.5和0.4份时,KSS和SFR表现出很好的协同阻燃效果,能实现3.2和1.6 mm下PC的UL94V-0级阻燃,0.8 mm的UL94 V-1级.     

聚乳酸/苯基次膦酸铝复合材料的制备及其阻燃性能研究

采用共沉淀法制备了苯基次膦酸铝(AlP)并对其进行表征。在此基础上,通过熔融共混法制备了一系列聚乳酸/苯基次膦酸铝（PLA/AlP）复合材料,采用热重分析（TG）、极限氧指数测试（LOI）、UL 94垂直燃烧测试、微型量热测试研究AlP对复合材料热稳定性、阻燃性能、燃烧性能的影响。结果表明,AlP可以有效提高PLA/AlP复合材料的阻燃性能, 当AlP含量为30 %（质量分数,下同）时,PLA/AlP30的极限氧指数达到25.6 %,并达到UL 94 为V-0级;AlP可以提高PLA/AlP复合材料初始分解温度和成炭性; PLA/AlP复合材料的热释放速率峰值和总热释放随着AlP添加量增大呈现先增高再下降的趋势。     

用锥形量热仪研究阻燃聚丙烯的燃烧行为

采用锥形量热仪比较了溴系阻燃聚丙烯、无卤阻燃聚丙烯的燃烧行为。结果表明:按UL94标准测试V-0阻燃等级的阻燃聚丙烯复合材料,采用无卤阻燃体系比采用溴系阻燃体系具有更低的热释放速率、烟生成速率和总烟释放量。     

膨胀阻燃线型低密度聚乙烯阻燃性能的研究

为了解决线型低密度聚乙烯(LLDPE)易燃烧的问题,利用聚磷酸铵(APP)、三嗪系成炭剂(CFA)复配成膨胀阻燃剂,乙烯-丙烯酸酯-马来酸酐(EAEM)作为弹性体加入到线型低密度聚乙烯(LLDPE)中,制备成膨胀阻燃聚乙烯材料。研究发现当膨胀阻燃剂添加量达到28%时阻燃效果最好,膨胀阻燃聚乙烯的氧指数达到31.0%,并能通过UL 94V-0级。通过对材料极限氧指数(LOI)、水平垂直燃烧(UL 94)、热失重分析(TG)、锥形量热仪(CONE)、力学性能、扫描电镜(SEM)等分析手段对膨胀阻燃线型低密度聚乙烯的阻燃机理进行了分析。     

高效复合阻燃聚碳酸酯的研究

阻燃剂间的协同作用正引起人们的广泛关注。以苯基硅树脂(PPSQ)与极少量的磺酸盐(SNN)和偏氟乙烯(PVDF)复合阻燃改性PC,研究了PC的极限氧指数(LOI)和UL94阻燃等随PPSQ用量变化的关系。2.0%PPSQ与0.1%的SNN0、.1%PVDF复合阻燃PC后达到了UL94 V-0@1.6 mm,协效作用十分显著。TG分析表明阻燃剂间的协同作用提高了PC的起始热降解温度和热降解速率,改变了PC的热降解途径,使降解产物交联生成坚硬的炭层而起到阻燃作用。     

不同POSS对磷⁃硅协同阻燃环氧树脂性能的影响

将两种多面体低聚倍半硅氧烷（POSS）分别与9,10?二氢?9?氧杂?10?磷杂菲?10?氧化物（DOPO）基有机磷阻燃剂（D?bp）复配,制备了磷?硅协同阻燃环氧树脂,并对其阻燃、热、力学和动态力学性能等进行分析。结果表明,在磷含量仅为0.25 %（质量分数,下同）时,磷?硅协同阻燃环氧树脂就能达到UL 94 V?0级;当苯基?POSS与D?bp复配时,峰值热释放速率（p?HRR）、总热释放量（THR）和平均有效燃烧热（av?EHC）为313.9 kW/m²、118.2 MJ/m²和23.1 MJ/kg,分别降低了66.6 %、41.4 %和26.9 %;环氧基?POSS与D?bp复配时,能够同时改善磷?硅协同阻燃环氧树脂的阻燃、热、力学和动态力学性能,表现出优异的综合性能。     

磷化瓜尔胶与APP协同阻燃PLA的性能研究

采用9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物（DOPO）和1,2,3,6-四氢邻苯二甲酸酐（THPA）对瓜尔胶（GG）进行改性得到磷化瓜尔胶（DTGG）,并通过核磁共振和傅里叶变换红外光谱对其结构进行表征。以DTGG为碳源,聚磷酸铵（APP）为酸源和气源对聚乳酸（PLA）进行阻燃改性。通过垂直燃烧（UL 94）、极限氧指数（LOI）和锥形量热仪（CONE）对PLA共混物的阻燃性能进行测试。采用热失重分析（TG）和场发射扫描电子显微镜（FESEM）对其热性能和形貌进行表征。结果表明,当DTGG/APP的质量比为9/11时,LOI值为33.4%,达到UL 94 V-0等级。同时,样品的总热释放（THR）值最低,与纯PLA相比降低了33.8%。从FESEM观察到阻燃剂在PLA基质中分布均匀。DTGG和APP的协同作用有效地增强了PLA共混物的阻燃性能。最后讨论了DTGG和APP对PLA共混物的协同阻燃作用机制。