一种含硅阻燃剂的合成及在PC中的应用

通过苯酚改性含氢硅油合成出一种新型聚碳酸酯用含硅阻燃剂(HSOP)。阻燃及力学性能测试结果表明加入HSOP可以有效地提高聚碳酸酯(PC)的阻燃性,当阻燃剂质量分数5%时,氧指数由纯PC的26.5%提高到32.5%,UL-94阻燃级别由V-2级提高到V-0级,冲击强度和断裂伸长率增加48.9%和37.6%。通过样品的TGA测试和SEM对残炭表面结构分析考察了HSOP对PC的阻燃机理,结果证实,阻燃剂在燃烧时能和PC发生交联反应,导致燃烧后形成致密炭层是材料阻燃性能提高的关键因素。     

苯并噁嗪与微胶囊红磷及丁腈橡胶对ABS的阻燃增韧

采用苯并噁嗪(BOZ)与微胶囊化红磷(MRP)复配制备了无卤阻燃丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)。研究了BOZ/MRP质量比和用量对阻燃ABS性能的影响。然后固定BOZ和MRP的用量,考察丁腈橡胶(NBR)的添加量对BOZ/MRP/ABS阻燃体系阻燃性能和力学性能的影响。结果表明,BOZ/MRP质量比为3:2,总量为20%(质量分数)时,可制得氧指数(LOI)达24.4%,垂直燃烧达UL-94 V-0级的无卤阻燃ABS;BOZ受热产生的酚羟基与红磷燃烧产生的氧化磷等发生酯化反应减缓了ABS的分解;NBR添加量为8%时,阻燃体系垂直燃烧达V-0级,拉伸强度为30.8 MPa,缺口冲击强度达11.4 kJ/m2。     

三聚氰胺聚磷酸盐/笼状季戊四醇磷酸酯协效阻燃聚丙烯/稻壳复合材料的研究

利用三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)和笼状季戊四醇磷酸酯(PEPA)的阻燃协效作用,复配成膨胀型阻燃剂(IFR)对聚丙烯(PP)/稻壳(RH)复合材料进行阻燃。研究了MPP与PEPA复配比例对PP/RH复合材料阻燃性能的影响。采用垂直燃烧(UL-94)和极限氧指数(LOI)研究了阻燃PP/RH复合材料的阻燃性能,采用热重分析研究阻燃PP/RH复合材料的热分解过程,采用扫描电镜(SEM)观察阻燃PP/RH复合材料燃烧后炭层的形貌。结果表明:当MPP/PEPA总用量为20%(wt%,质量分数),PEPA和MPP的质量分数比为1∶4时,阻燃PP/RH复合材料的LOI值为29.7%,垂直燃烧UL-94通过V-0级,PP/RH复合材料的拉伸强度和弯曲强度分别增加了42.3%和53.6%。热重结果表明:MPP/PEPA复配能够延缓PP/RH体系中PP的分解,并提高了材料的成炭性,使PP/RH复合材料800℃下的残炭率由16.3%提高到了30.3%,残炭率升高了14.0%。通过SEM观察得到:两者复配使PP/RH复合材料燃烧后形成了致密均匀的多孔炭层,从而提高了PP/RH复合材料的阻燃性能。     

无卤固态芳香族磷酸酯阻燃的聚碳酸酯

将无卤固态芳香族磷酸酯(SDP)用于阻燃聚碳酸酯(PC),研究了其对PC阻燃性能、力学性能、热分解行为及灼烧残炭的影响。实验结果表明,SDP对PC有较高的阻燃效率,添加量为6%时,可使PC达UL94V-0级(1.6 mm),LOI近35%。此外,SDP能提高PC的拉伸强度、弯曲强度、拉伸模量、弯曲模量及添加量小于4%的断裂伸长率。热失重-红外联用(TG-IR)数据表明,SDP可提前并加速PC的交联成炭,但不能提高PC的成炭率。     

纳米膨胀阻燃季戊四醇二磷酸酯双磷酰蜜胺有机改性蒙脱土/聚乳酸复合材料的制备及阻燃性能

将一种高效膨胀型无卤阻燃剂季戊四醇二磷酸酯双磷酰蜜胺(SPBDM)和有机改性蒙脱土(OMMT)添加到高分子量聚乳酸(PLA)中,熔融共混制备纳米膨胀型阻燃聚乳酸复合材料(SPBDM-OMMT/PLA)。采用XRD、TEM研究了纳米粒子的形态分布,并用热重分析法(TGA)、氧指数测试(LOI)、垂直燃烧测试(UL-94)探讨了该纳米阻燃SPBDM-OMMT/PLA复合材料的热性能和阻燃性能。研究表明,OMMT在PLA基体中有较好的分散性,高分子链插入层状硅酸盐片层间,形成了剥离型或插层型复合材料;相比纯PLA,加入SPBDM后改善了OMMT/PLA的高温热稳定性,最大热分解温度均向高温移动,且高温残炭质量分数大幅度提高;当SPBDM和OMMT质量分数分别为10.0%和1.0%时,纳米阻燃SPBDM-OMMT/PLA复合材料能达到较好的阻燃效果,LOI数值高达32%,相应垂直燃烧等级达UL-94V-0级。     

纳米SiO2与间苯二酚-双(二苯基磷酸酯)对聚碳酸酯-ABS合金的协同阻燃机制

选用以凝聚相阻燃机制为主的间苯二酚-双(二苯基磷酸酯)(RDP)作为阻燃剂,纳米SiO₂为协效剂,以熔融共混法制备了聚碳酸酯(PC)-丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)阻燃合金。通过垂直燃烧(UL94)和锥形量热测试(Cone)探究了纳米SiO₂与RDP复配对PC-ABS合金阻燃性能和燃烧行为的影响。采用SEM观察燃烧残炭的微观形貌,用EDS分析炭层表面元素含量的变化,进一步探究了纳米SiO₂与RDP在PC-ABS凝聚相中的协效阻燃机制。通过拉伸性能和冲击性能测试研究纳米SiO₂与RDP复配对PC-ABS合金力学性能的影响及甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯(MBS)对PC-ABS合金的增韧增容作用。结果表明,纳米SiO₂与RDP可以在凝聚相中形成Si—O—P化合物,对PC-ABS合金的燃烧炭层起到增强作用,从而改善PC-ABS合金的阻燃性能;适量MBS的加入可以提高PC-ABS合金的冲击强度和断裂伸长率,但会降低其阻燃性能。      

环三磷腈和DOPS双基协同阻燃对环氧树脂性能的影响

为了提高环氧树脂(EP)的阻燃性能，将双基阻燃剂六(4-(9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-硫化物)-羟甲基苯氧基)环三磷腈(HAP-DOPS)和六苯氧基环三磷腈(HPCTP)/9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-硫化物(DOPS)分别添加到EP中，在含磷量为1.8%(质量分数)时，对比研究了磷腈、磷杂菲基团在分子内和分子间双基协同阻燃对EP性能的影响，探索了其阻燃规律，同时研究了不同添加量的HAP-DOPS对EP的热稳定性、阻燃性能和成炭性能的影响，并分析了其阻燃机理。结果表明，15%HAP-DOPS/EP的极限氧指数(LOI)值提高至31.4%，垂直燃烧测试(UL-94)达到V-0级；当HPCTP/DOPS/EP的含磷量为1.8%,P_HPCTP∶P_DOPS=1∶1时，复合体系的LOI值为31.2%，达到UL-94 V-0级，即阻燃剂HAP-DOPS和HPCTP/DOPS均能有效改善EP的阻燃性能，但HAP-DOPS在降低热释放方面更有优势，HAP-DOPS/EP的潜在火灾危险性低于HPCTP/DOPS/EP。残炭分析...     

无卤阻燃乙烯-醋酸乙烯酯共聚物泡沫复合材料的制备及性能表征

为使得乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)泡沫复合材料具有阻燃功能,分别添加膨胀石墨-聚磷酸铵(EGAPP)和膨胀石墨-聚磷酸铵-热塑性淀粉(EG-APP-TPS)两种不同复配阻燃剂,通过熔融共混和硫化发泡制备了无卤阻燃EVA泡沫复合材料。采用极限氧指数(LOI)、垂直燃烧(UL-94)、热分析质谱联用(TG-MASS)及扫描电镜(SEM)测试等对EG-APP/EVA及EG-APP-TPS/EVA泡沫复合材料进行表征。结果表明:EG-APP复配阻燃剂添加量为30wt%、EG与APP质量比为1∶4时,EG-APP/EVA泡沫复合材料的LOI达28.1%,UL-94为V-1级;而当EG-APP-TPS复配阻燃剂添加量同为30wt%,EG、APP与TPS质量比为1∶4∶1时,EG-APP-TPS/EVA泡沫复合材料的LOI可达29.3%,UL-94为V-0级。TG-MASS和SEM分析表明:EG、APP和TPS在气相和固相中均具有显著的协同阻燃作用。     

聚磷酸酯阻燃剂的制备及其阻燃环氧树脂的性能研究

以9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)、衣康酸(ITA)及10-(2,5-二羟基苯基)-10-氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(ODOPB)等为原料,制备了一种新型聚磷酸酯阻燃剂聚2-[(10-氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物)亚甲基]丁二酸-1-[2-(10-氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物)]对苯二酚酯(POBHOP)。将其应用于环氧树脂EP(E-51)中,制备EP/POBHOP阻燃复合材料。利用极限氧指数(LOI)、垂直燃烧(UL-94)、热重分析(TGA)、拉伸和冲击测试等方法研究了该阻燃复合材料的燃烧性能、热稳定性和力学性能。实验结果表明,加入5%POBHOP后,EP/POBHOP复合材料的LOI达到30.3%,UL-94为V-0级,TGA显示700℃下剩余残炭量达39.49%。力学性能测试结果显示,EP/POBHOP复合材料拉伸强度和断裂伸长率均出现先增后降现象,冲击强度略微下降。     

三聚氰胺氰尿酸盐的原位制备及填充PA6的阻燃与力学性能

采用反应性加工技术实现了三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)的原位制备及阻燃尼龙6(PA6)复合材料的一体化制备。其中SEM分析表明,PA6基体树脂中原位生成的MCA为长纤状粒子,长径比高达20。当阻燃剂添加量为10%(质量分数,下同)时,材料的阻燃性能达UL94V-0(1.6 mm&3.2 mm)级,拉伸强度为70.6 MPa,缺口冲击强度为5.0 kJ/m2,远优于传统MCA阻燃PA6。     

芳基磷酸酯对PC/PBT合金阻燃性能和酯交换反应的影响

在双酚A型聚碳酸酯/聚对苯二甲酸丁二醇酯合金(PC/PBT)中分别采用两种芳基磷酸酯[间苯二酚双(二苯基磷酸酯)(RDP)和双酚A双(二苯基磷酸酯)(BDP)]为阻燃剂,考察了其对PC/PBT合金力学性能、阻燃性能和其在锥形量热仪中的热释放行为影响。并且采用差示扫描量热仪(DSC)研究了芳基磷酸酯对PC/PBT体系的酯交换反应,以解释力学性能变化的原因。结果表明,RDP和BDP在PC/PBT中用量为10%时均达到UL94V-0级别,但加入BDP的体系的力学性能优于加入RDP的体系。热释放行为说明,RDP的阻燃作用同时包括气相与凝聚相作用,而BDP主要为凝聚相阻燃作用。BDP明显地抑制了PC/PBT的酯交换反应,因此有较好的力学性能。     

核壳结构改性剂对PBT/PC共混物的增韧作用

采用丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）核壳结构改性剂增韧聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）/聚碳酸酯（PC）共混物。动态力学测试（DMTA）结果表明,PBT与PC为热力学不相容体系,ABS的引入导致PBT、PC玻璃化转变温度相互靠近,相容性提高;差示扫描量热（DSC）研究结果表明,随着ABS的加入,PBT/PC体系中PBT的...     

笼状季戊四醇磷酸酯-可膨胀石墨协同阻燃天然橡胶

以笼状季戊四醇磷酸酯（PEPA）和可膨胀石墨（EG）构成协同阻燃体系添加到天然橡胶（NR）中制备EG-PEPA/NR复合材料。通过极限氧指数（LOI）和垂直燃烧（UL-94）测试、热失重和锥形量热分析、拉伸测试及残炭的SEM观察和FTIR检测,考察了不同质量配比的PEPA和EG对EG-PEPA/NR复合材料阻燃性能和力学性能的影响。结果表明,当PEPA与EG以33：7的质量比添加到NR中时,EG-PEPA/NR复合材料的阻燃性能和力学性能最好。EG-PEPA/NR复合材料的LOI达到28.1%,UL-94达到V-0级,600℃时残炭量从27.5%提高到33.6%,总热释放量和热释放速率峰值分别为96.2 MJ·m^-2和512.4 kW·m^-2,相比于纯NR分别降低了22.2%和40.3%,拉伸强度和断裂伸长率也分别达到13.8 MPa和368%。     

Enhancement on physical properties of flame retarded ethylene-vinyl acetate copolymer/ferric pyrophosphate composites through electron beam irradiation

Ferric pyrophosphate (FePP) with silica-gel microencapsulated ammonium polyphosphate (MCAPP) and char forming agent (CFA) in the flame retardation of ethylene-vinyl acetate copolymer has been studied through LOI and UL-94 test. The UL-94 data show that EVA with 20 wt.% IFR only has V-2 rating. However, with the addition of 1 wt.% FePP and 19 wt.% IFR, it can reach V-0 rating. The properties of the composites before and after the electron beam irradiation are compared. The volume resistivity, mechanical and thermal properties of the irradiated EVA composites are also evidently improved at appropriate irradiation dose as compared with those of un-irradiated ones. The tensile strength of EVA/IFR/FePP composites with 160 kGy irradiation is 21.8 Mpa, which is much higher than that of un-irradiated one (12.7 MPa). Furthermore, the thermal aged test and water resistance test results demonstrate that EVA/IFR/FePP composites have good thermal aging property and water durability.     

玻璃纤维增强阻燃PC／ABS合金性能的研究

研究玻璃纤维增强PC／ABS合金在未加相容剂和分别加入相容剂ABS-g-MAH和AS-g-MAH的力学性能。结果表明，加入相容剂之后合金的拉伸强度和弯曲强度均得到提高，其中AS-g-MAH的增容效果更好。选用符合RoHS标准的卤锑系阻燃剂改性PC／ABS合金，发现合金的阻燃性能在达到UL94V-0级时力学性能略有下降。采用SEM图片观察PC／ABS合金加相容剂以及加纤前后的微观结构，发现微观形貌特征和力学试验结果完全相符。     

无规聚苯基硅倍半氧烷阻燃聚碳酸酯的性能

采用笔者自制的无规聚苯基硅倍半氧烷(IPPS)与聚碳酸酯(PC)通过双螺杆挤出机熔融共混,制得不同含量IPPS的PC/IPPS复合物。利用极限氧指数(LOI),垂直燃烧等级(UL-94)和锥形量热仪对PC/IPPS复合物的燃烧性能进行了表征;通过拉伸强度、弯曲强度及弯曲模量对PC/IPPS复合物的力学性能进行了表征;通过热失重分析了IPPS对PC热性能的影响。实验表明,当添加质量分数8%的IPPS时,可以使PC的极限氧指数(LOI)从26%提高到35.5%,UL-94(1.6mm)燃烧级别从无级别提高到V-0;热释放速率峰值(PHRR)从570.8 kW/m2降到267.3 kW/m2。燃烧后的炭层表面被白色的二氧化硅覆盖,很好地阻隔辐射热和氧向基材的传递。IPPS使得PC的力学性能有轻微的下降,不改变PC的降解路径。     

苯基次膦酸铝用于玻纤增强PBT的无卤阻燃

采用一种新型次膦酸盐阻燃剂苯基次膦酸铝复配三聚氰胺焦磷酸盐对玻纤增强聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)进行无卤阻燃改性。通过热重分析研究了阻燃剂的加入对体系热分解过程的影响,通过氧指数、UL-94垂直燃烧及锥形量热测试研究了阻燃体系的阻燃性能。研究表明,苯基次膦酸铝与三聚氰胺焦磷酸盐复配比例为1∶1时阻燃效果最好,材料氧指数达到26.0%,通过UL-94 V-0级,同时样品热释放速率HRR降低至146 kW/m2,热重分析表明,两种阻燃剂之间通过化学反应促进了材料的提前分解,有利于在材料表面形成保护性炭层,从而提高了材料的阻燃性能。     

三聚氰胺氰尿酸盐与聚磷酸铵协同作用对环氧树脂阻燃性能的影响

采用氧指数法（LOI）、垂直燃烧法（UL-94）及热重分析法（TGA）对三聚氰胺氰尿酸盐（MCA）和聚磷酸铵（APP）阻燃环氧树脂的阻燃性及热稳定性进行了研究。TGA结果表明,MCA促进成炭的作用较弱,主要在气相起到阻燃的作用。而APP的添加虽然降低了环氧树脂的初始分解温度,但当温度高于400℃时,体系具有更好的热稳定...