水滑石的制备及其阻燃性能研究进展

由于聚合物受热易燃烧,常存在火灾风险,因此通常需要引入阻燃剂来提升其阻燃性能。水滑石（LDHs）因其无卤、无毒且抑烟性能优异,在阻燃领域受到了越来越多的关注。基于此,本文对LDHs的结构、制备方法及其阻燃机理进行了总结,特别是对提高水滑石阻燃性能的途径即从层板阳离子掺杂、层间阴离子插层和表面改性等方面进行了重点综述,并对不同结构水滑石的阻燃机理及阻燃性能进行了归纳总结,最后展望了水滑石作为阻燃剂今后的发展趋势,以期为水滑石类阻燃剂的发展及相关研究者提供指导作用。     

[O{MoO( O2)2｝2]2-插层LDHs对软PVC协同阻燃效果的研究

采用共沉淀法制备了MgAl-CO3-LDHs、ZnAl-CO3-LDHs及ZnMgAl-CO3-LDHs,然后采用离子交换法制备了[O{MoO(O2)2}2]2-插层的LDHs;将制得的LDHs样品分别与软PVC共混,并对其阻燃性能与机械性能进行了测试。结果表明,当LDHs阻燃剂的添加量不高于5份时,所得软PVC复合材料的氧指数均随着添加量的增大而增大,其中添加了5份[O{MoO(O2)2}2]2-插层ZnMgAl-LDHs阻燃剂后,软PVC的氧指数由27.5%提高到30.5%,其阻燃性能优于其他几种LDHs阻燃剂,表现出较好的协同阻燃效果。     

聚苯乙烯的阻燃剂及其阻燃性能

综述了聚苯乙烯(PS)的常用阻燃体系以及纳米协效阻燃体系;着重研究了纳米黏土、笼形倍半硅氧烷(POSS)和层状双氢氧化物(LDHs)在聚苯乙烯阻燃中的阻燃性能和阻燃机理;提出了纳米阻燃剂在应用中存在的问题以及未来应用研究思路。     

膨胀阻燃聚乙烯的研究

将可膨胀石墨（EG）和传统的膨胀阻燃剂（IFR）用于制备膨胀阻燃聚乙烯（PE）,采用极限氧指数对其阻燃性能进行了研究,探讨了2种阻燃剂之间的协同阻燃作用,并采用差示扫描量热仪和红外光谱对其热降解过程和炭层结构分别进行了分析。结果表明,EG和IFR对PE具有很好的协同阻燃作用,当其配比为1:1时,膨胀阻燃PE可获得较佳的阻燃性能,阻燃剂用量仅为30份就可使膨胀阻燃PE的极限氧指数达到31.5 %,远高于单一阻燃体系;在热降解过程中,复合膨胀阻燃体系仍表现出EG和IFR的特征降解过程,热降解成炭由二者的热降解产物构成,证实了二者之间的物理作用机理,物理膨胀炭层和化学膨胀炭层的结合有效增加了炭层的隔热、隔氧作用,有利于阻燃性能的改善。     

新型含硅阻燃剂与无机阻燃剂的协同阻燃性及机理研究

采用测量极限氧指数(LOI)和动态燃烧两种方法评价了新型含硅阻燃剂(SFR-H)与无机阻燃剂的协同阻燃性,并通过分析炭层结构和成分来研究其协同阻燃机理.研究表明,SFR-H与无机阻燃剂具有较好的协同阻燃性,其阻燃机理主要是两者的热降解产物在材料表面形成一层连续致密的耐高温玻璃态阻隔层来进一步提高阻燃效果.     

硅系阻燃剂研究进展

综述了近年来有关硅系阻燃剂的结构与性能以及阻燃改性等方面的研究进展。介绍了无机硅系阻燃剂 (包括聚合物/层状硅酸盐以及聚合物/二氧化硅纳米复合材料)的热稳定性和阻燃性能。侧重论述了有机硅系阻燃剂(包括本质阻燃聚合物、笼状倍半硅氧烷及其改性聚合物)的热稳定性、阻燃性能和阻燃机理。     

阻燃剂表面改性对阻燃沥青性能的影响

为提高阻燃剂与沥青的相容性,对阻燃剂进行表面改性并用于制备阻燃沥青.通过沥青氧指数试验、软化点试验、动态剪切流变试验、延度试验和离析试验评价阻燃剂对沥青阻燃性能、高、低温性能及储存稳定性的影响并确定最佳掺量.借助热重(TG)和扫描电镜(SEM)分析阻燃剂的表面改性机理和阻燃机理.结果表明,阻燃剂可以显著提高沥青的阻燃性能和高温性能,当掺量不超过8%,对沥青的低温性能和储存稳定性影响较小;阻燃剂可以促进沥青成炭,减少沥青燃烧时气体挥发物的逸出;表面改性会提高阻燃剂的分散性和阻燃沥青的热稳定性,改善阻燃沥青的阻燃性能和低温性能.     

一种新型有机硼阻燃剂及其阻燃EVA材料的研究

将已经设计合成的一种绿色环保有机硼阻燃剂:三(4,4',4"-三硼酸-苯基)硼(3BzB-3B)应用于EVA材料的阻燃改性,通过对阻燃EVA材料进行热重、阻燃性能以及力学分析,探究3BzB-3B对EVA材料的阻燃机理、阻燃性能以及力学性能的影响。结果表明:阻燃剂3BzB-3B的阻燃机理属于凝聚相阻燃,在燃烧过程中可促进EVA材料炭层的形成,对提高EVA材料的阻燃性能起到良好作用;该阻燃剂的加入虽然对EVA材料力学性能有一定的弱化,但影响不大;3BzB-3B可成为一种新型的有机硼阻燃剂。     

牛磺酸插层水滑石的制备及其阻燃EVA

采用离子交换法制备了牛磺酸插层水滑石(T-LDH),通过红外光谱(FTIR)和X射线衍射(XRD)对NO3-LDH与T-LDH的结构进行了表征,结果表明牛磺酸成功插层到水滑石层间。通过双螺杆挤出机将NO3-LDH与T-LDH和乙烯-乙酸乙烯共聚物(EVA)熔融共混,采用热重分析(TGA)和锥形量热法(CCT)对EVA复合材料的热稳定性和阻燃性能进行了表征,结果表明T-LDH能进一步提高EVA基体的热稳定性和阻燃性能。分析了LDHs对EVA的阻燃机理:LDHs的吸热分解能有效降低基体的热量,同时释放出的H2O能有效地降低聚合物周围氧气的浓度。EVA/T-LDH形成的较完整炭层与牛磺酸所含的S元素都能更好地提高材料的阻燃性能。     

无卤阻燃剂在LDPE/EVA共混物中的应用

以氢氧化铝为主阻燃剂,磷及氮化合物、硼酸盐和有机硅化合物作为阻燃增效剂,研究了LDPE/EVA共混物的阻燃性能和力学性能,并对各种阻燃剂的阻燃机理及阻燃效果作了研究.试验结果表明：氢氧化铝与阻燃增效剂有良好的协同效应,加入有机硅能够提高LDPE/EVA共混物的阻燃性能和加工性能.     

阻燃聚氨酯的研究及应用进展

聚氨酯材料具有良好的物理力学性能、优异的耐候性和保温性能,应用广泛。但聚氨酯极易燃烧,极大地限制它的使用范围,所以急需提高聚氨酯的阻燃性能。本文介绍了聚氨酯的阻燃必要性,从聚氨酯结构自阻燃和引入阻燃剂等方面综述了聚氨酯阻燃方法的最新研究进展,重点介绍添加型阻燃剂复配使用、反应型阻燃剂协同阻燃以及纳米材料复合阻燃聚氨酯,同时阐述了不同类型阻燃剂的作用机理,并展望了聚氨酯阻燃的发展趋势,加强对聚氨酯结构自阻燃深入研究,阻燃剂复配技术的完善。     

反应型含磷阻燃剂的应用研究进展

含磷阻燃剂具有低烟无毒、阻燃效果好的特点,是典型的无卤阻燃剂。本文阐述了含磷阻燃剂的阻燃机理,综述了将反应型含磷阻燃剂引入聚氨酯、环氧树脂和丙烯酸树脂等体系中所采用的不同改性方法,这些反应型阻燃聚合物均是主链或侧链含磷。本文还对近几年来国内外关于含磷阻燃剂在这些体系中的应用研究进展进行了概述,提出未来应加深对阻燃剂协同机理及含磷阻燃剂水性化和光固化的研究。     

硼酸锌在聚丙烯(PP)中阻燃效果的研究

本文研究了硼酸锌分别在有卤和无卤阻燃PP材料中协同作用,对不同添加量的阻燃聚丙烯进行物理机械性能及阻燃性能的检测分析,结果表明:硼酸锌的加入可明显提高PP的阻燃性能:在含卤阻燃PP材料中添加硼酸锌,可有效改善阻燃体系的抑烟性,在无卤阻燃PP体系中可显著提高材料的阻燃性,降低阻燃剂的使用量,改善材料的力学性能。     

磷杂菲类衍生物的合成及其阻燃应用

磷杂菲(DOPO)类衍生物是一类典型的无卤有机磷阻燃剂,在气相和凝聚相中均能显示优异的阻燃效果,可以提高高分子材料的阻燃性能,是目前研究的热点之一。该文介绍了磷杂菲类阻燃剂的特点、阻燃机理、合成方法以及近十年来在热塑性树脂(聚酰胺、聚碳酸酯、聚氨酯、ABS树脂和聚乳酸)和热固性树脂(环氧树脂和不饱和聚酯树脂)中的应用进展。最后指出阻燃剂未来发展的趋势。     

新型阻燃剂的进展

论述了新型阻燃剂的主要种类、阻燃机理及应用，分析了无机阻燃剂的微细化、纳米化的阻燃效果，并提出了新型阻燃剂必将朝着无卤、消烟的复合型阻燃剂方向发展。     

用于超纤革PU浆料的无卤阻燃改性

选择了有机磷系和磷氮协同两种不同的无卤阻燃剂与溶剂型PU进行共混制备无卤阻燃PU,对其力学性能、阻燃性能及耐碱性能进行了系统研究。结果发现:相较于磷氮协同阻燃剂(SN-605),采用有机磷系阻燃剂(JL-30)改性PU显示出更好的阻燃性能与耐碱性能;当阻燃剂质量分数为11.1%时,阻燃PU的LOI可以达到29.1%,垂直燃烧测试达到V-0级;并且具有较好的耐碱性能,在90℃、30 g/L NaOH溶液中碱处理40 min后,其LOI仍然可以达到28.7%,垂直燃烧测试等级没有下降;但两种阻燃剂的加入均会使PU的抗张强度出现不同程度的下降。此外,热失重测试(TG)显示,两种阻燃PU的阻燃机制不同,JL阻燃剂的加入使PU的热分解温度降低,并且在800℃时的残炭量没有明显增加,呈现明显的气相阻燃机制;而SN阻燃剂的加入使PU的残炭量明显增加,呈现明显的凝聚相阻燃机制。     

无卤阻燃剂合成及应用研究进展

从绿色环保的角度出发,对比了含卤阻燃剂对环境的危害和无卤绿色阻燃剂的低毒、低烟和高效阻燃的特点,介绍了磷系阻燃剂、膨胀型阻燃剂、硅系阻燃剂、无机金属阻燃剂以及生物基阻燃剂的合成方法及其在相关高分子材料中的应用研究进展。分析表明,磷氮等复配阻燃剂和合成新型的P,N,Si等多元素一体的阻燃剂,不仅阻燃效果好,对基体材料的其它性能影响也小。尤其是生物基阻燃剂,满足对绿色环保和可持续发展的需求,将成为未来阻燃剂开发的热点。     

硬质聚氨酯泡沫材料用无卤阻燃剂的研究进展

聚氨酯常用卤系阻燃剂存在燃烧时释放卤化氢腐蚀性气体及有毒有害物质的问题,危害人体健康。近年来,无卤阻燃剂以无卤、低烟、环保的优势,已逐渐替代卤系阻燃剂用于硬质聚氨酯泡沫阻燃。本文以添加型阻燃剂、反应型阻燃剂两方面为大方向,并进一步以有机、无机、膨胀型、氮、磷、硅、纳米等为小类对硬质聚氨酯泡沫用无卤阻燃剂进行细分,综述了其特点、阻燃机理、常见应用阻燃剂、阻燃效果,并对聚氨酯泡沫用无卤阻燃剂常见通用阻燃机理进行了阐述。最后,对今后聚氨酯泡沫用无卤阻燃剂发展热点进行了展望。