磷–氮系膨胀型阻燃剂改性玻纤增强聚丙烯

采用双螺杆挤出机共混的方法制备了磷–氮系膨胀型阻燃剂与玻璃纤维改性聚丙烯(PP)的共混物,通过垂直燃烧、扫描电子显微镜表征、力学性能测试、氧化诱导期和热重分析等研究了改性体系的阻燃性能、力学性能和热稳定性等。结果表明,磷–氮系膨胀型阻燃剂SS–111提高了玻纤增强PP的阻燃性能,当阻燃剂添加量超过30%后,垂直燃烧等级达到UL94 V–0级;由于玻纤的增强作用,复合体系随阻燃剂SS–111添加量的增大,除弯曲弹性模量较未添加时有600~700 MPa的提高外,其他力学性能变化不大;阻燃剂还使复合体系的氧化诱导期延长,高温氮气条件下,阻燃剂提前分解形成阻隔层减缓了PP的热分解,体系热稳定性提高。     

膨胀型阻燃剂在聚丙烯中的应用

将膨胀型阻燃剂应用在聚丙烯(PP)中,评价了阻燃体系的阻燃、耐水、绝缘等性能。结果显示:当阻燃剂质量分数为20%时,国产新型磷氮系膨胀型阻燃剂(IFR-A)阻燃PP的极限氧指数比国外高效膨胀型阻燃剂阻燃PP的极限氧指数低,但IFR-A阻燃PP的耐水性能较好;随着阻燃剂含量增加,PP的表面电阻率与体积电阻率都维持在1×1012数量级;当w(IFR-A)为20%时,采用添加阻燃母粒的方式与直接添加IFR-A阻燃PP的燃烧性能和力学性能变化不大。     

新型磷-氮膨胀阻燃剂在改性聚丙烯中的应用研究

采用自制干法合成的磷-氮膨胀型阻燃剂(磷酸酯三聚氰胺盐,IFR)复配聚磷酸胺(APP)和聚四氟乙烯(PT-FE)阻燃改性聚丙烯(PP),利用极限氧指数法、垂直燃烧法分析了阻燃PP的燃烧性能,通过热重分析仪、傅里叶变换红外光谱仪、扫描电子显微镜和X射线光电子能谱对阻燃PP的热降解过程、燃烧性能、残炭结构进行了分析,并研究了燃烧过程中复配阻燃体系对PP的阻燃机理。结果发现,IFR、APP和PTFE之间具有明显的阻燃协效作用;当阻燃剂总添加量为24%(APP为6%、IFR为17.5%、PTFE为0.5%)(质量分数)时,阻燃PP的极限氧指数达到30.1%,垂直燃烧测试达UL 94V-0级;加入阻燃剂还能提高PP的热稳定性。     

杂化阻燃剂对膨胀型阻燃PP的研究

采用硅磷杂化阻燃剂(SiP)与膨胀型阻燃剂(IFR)复配添加到PP中,研究SiP用量对膨胀型阻燃PP力学性能、燃烧性能、热性能的影响。结果表明:SiP加入改善了体系的阻燃性能,且有一定的抑烟效果,力学性能部分下降,高温残炭率增高。     

不同膨胀型阻燃剂改性聚丙烯/聚乳酸复合材料

用两种不同的膨胀型氮磷阻燃剂(IFR1和IFR2)阻燃改性聚丙烯(PP)/聚乳酸(PLA)复合材料。结果表明:两种阻燃剂在PP/PLA基体中都具有良好的分散性和界面粘合性。阻燃剂的加入降低了材料的力学性能,而含有25%阻燃剂的PP/PLA复合材料就能到达垂直燃烧试验(UL-94)的V0等级。燃烧过程中阻燃剂通过在材料表面形成致密的炭层来提高材料的阻燃性,其中IFR1对PP/PLA体系的阻燃改性效果更好。从力学性能和阻燃效果的双重考虑,质量含量25%的阻燃剂适合于PP/PLA材料的阻燃改性。     

硅酮粉与复合膨胀阻燃剂协同作用对聚丙烯阻燃性能的影响

研究了硅酮粉、聚磷酸铵(APP)与季戊四醇(PER)组成的复合膨胀阻燃剂(IFR)协同作用对聚丙烯(PP)热降解及阻燃性能的影响。通过TGA、LOI极限氧指数表征了PP材料热降解及阻燃性能。采用扫描电镜(SEM)表征了燃烧后残留炭层的表面形貌。结果表明:在PP燃烧过程中,硅酮粉能促进形成致密的,紧凑的膨胀阻燃炭层。当阻燃剂用量占体系的30%时,在聚丙烯阻燃体系中,硅酮粉与膨胀性IFR阻燃剂协同阻燃效果比单独使用IFR的阻燃效果好。硅酮粉与膨胀性IFR阻燃剂协同阻燃效果最佳用量为:硅酮粉为2%,IFR为28%。     

纳米材料对聚丙烯／八溴醚阻燃体系的影响研究

将碳纳米管、蒙脱土和膨胀石墨分别添加到聚丙烯(PP)/八溴醚(TBAB)阻燃体系中,通过双螺杆挤出并注塑成一定形状的片状样品,用锥形量热仪和热失重分析仪分析其燃烧性能。结果表明:添加碳纳米管、蒙脱土和膨胀石墨后PP/TBAB阻燃体系的燃烧性能均降低,添加了碳纳米管的阻燃体系热释放速率仅是纯PP树脂的八分之一;同时添加了碳纳米管和蒙脱土的:PP/TBAB阻燃体系中阻燃剂TBAB的析出量也有所降低。用透射电镜对这两种阻燃体系的微观结构进行了观察,分析了添加蒙脱土后PP/TBAB体系中TBAB的析出量比添加碳纳米管的体系中TBAB析出量少的原因。     

新型有机硅阻燃成炭剂的热性能及成炭机理的研究

传统膨胀型阻燃剂(IFR)中的炭源为小分子醇类化合物,因此阻燃剂具有易吸湿、易迁移、与聚合物基体不相容等缺点。为了改进这些缺点,合成了一种新型的含有机硅的三嗪类大分子成炭剂(CA),将其与多聚磷酸铵(APP)复配成膨胀型阻燃剂用于聚丙烯(PP)阻燃。通过红外光谱、热失重分析、极限氧指数、垂直燃烧、锥形量热仪、扫描电子显微镜等手段研究了CA的热性能、燃烧性能、成炭机理以及APP与CA的配比对PP阻燃性能、热稳定性能的影响。结果表明,所合成的CA显示出较好的热稳定性和优异的成炭性,残炭率为25.6%(600℃)。另外,APP与CA在阻燃PP中具有协同阻燃作用;IFR的加入能大幅度降低PP阻燃体系的热释放速率和总释放热,有效地降低烟释放量及烟释放速率,提高PP的阻燃性能。     

一种磷-氮阻燃剂的合成及其在聚丙烯中的应用

采用高温高压溶液聚合法合成了一种新型磷-氮阻燃剂N-对苯二甲酸-N'-(N-亚磷酸-乙二胺)-乙二胺(IFR)。将制得的阻燃剂与聚磷酸铵(APP)进行复配,并与聚丙烯(PP)进行共混,制备了阻燃PP复合物。通过极限氧指数(LOI)测定、垂直燃烧实验(UL94)、热重分析(TG)测试对复合材料的阻燃性能和热稳定性进行了表征,并借助扫描电子显微镜(SEM)表征了残炭表面形态。结果表明,当添加9%IFR和21%APP时,PP/IFR/APP体系的极限氧指数达到最大,为28.8%,并通过了UL94 V-0级。在该比例下燃烧所形成的炭层呈现出膨胀的连续结构,可以很好覆盖于材料表面形成阻隔效果。这表明该阻燃剂与APP复配对PP具有良好的阻燃作用。     

IFR/可膨胀石墨及协效剂氧化锌对PP阻燃性能影响的研究

制备了聚丙烯(PP)/有机膨胀型阻燃体系(IFR)、PP/IFR/可膨胀石墨(EG)和PP/IFR/可膨胀石墨(EG)/协效剂氧化锌(ZnO)三种体系,通过力学性能、氧指数(LOI)、垂直燃烧测试及热重分析(TG),探讨了复配膨胀型阻燃体系IFR/EG与协效阻燃剂ZnO之间的协同效应。结果表明,当IFR/EG/ZnO质量比为9.25/9.25/1.5时,阻燃PP的LOI值达到最高,同时阻燃PP的力学性能比不含ZnO的PP有所提高。TG结果表明,ZnO的加入使阻燃PP的热稳定性得到提高,形成了更稳定的保护层,从而提高了PP的阻燃效果。     

膨胀型阻燃剂在聚丙烯中的应用研究

使用磷酸、季戊四醇、三聚氰胺合成了一种膨胀型阻燃剂。采用热重分析（TGA）、红外光谱分析（FTIR）、氧指数晨6定和垂直燃烧实验，研究了所合成的膨胀型阻燃剂对聚丙烯的阻燃作用。与普通的膨胀型阻燃剂和包覆型膨胀阻燃剂的对比研究表明，该阻燃剂对聚．丙烯的阻燃性能优良，达到相同的阻燃效果（聚丙烯氧指数达到34％）时，用量较其它两种膨胀型阻燃剂明显减少。抗析出和防湖性能较其它两种膨胀型阻燃剂也有明显改善。     

受阻胺与聚磷酸蜜胺盐协效阻燃聚丙烯的研究

探讨阻燃剂聚磷酸蜜胺盐（MPP）和实验室合成的受阻胺（HA）对PP／EVA共混胶的协效阻燃作用。通过极限氧指数法、UL-94垂直燃烧法和锥形量热仪实验,结果表明：当HA与MPP比为1：1时阻燃效果最佳,形成的膨胀型炭层量大、致密,成炭效果明显;两者本身都具有一定阻燃作用,但是成炭量不大,效果不好;两者混合并用时,存在协效阻燃作用。     

膨胀阻燃体系概述

综述了膨胀型阻燃剂的研究状况及其组成和阻燃机理;指出了在膨胀阻燃聚烯烃中出现的问题,提出了一些改进的方法;同时详细介绍了膨胀型阻燃剂用协效剂;对物理膨胀型阻燃剂的特点进行了综述;并与化学膨胀型阻燃剂进行了比较;最后展望了膨胀型阻燃剂的发展趋势,多功能、环保和三位一体的膨胀型阻燃剂是未来的发展方向。     

阻燃三元乙丙橡胶研究进展

综述了近10年国内外三元乙丙橡胶(EPDM)及其复合材料的阻燃研究状况,对卤系、金属氢氧化物型、磷系、硅系、膨胀型等阻燃体系分别进行了列表总结和分类讨论。卤系阻燃体系主要论述了常用的十溴二苯醚和十溴二苯乙烷及其协效阻燃体系;金属氢氧化物体系论述了氢氧化镁和氢氧化铝及其协效体系;磷系阻燃体系论述了微胶囊红磷、聚磷酸铵等;硅系阻燃体系论述了蒙脱土、纳米二氧化硅(SiO2)和有机硅氧烷等;膨胀阻燃体系论述了聚磷酸铵/季戊四醇/三聚氰胺(APP/PER/MEL)等阻燃体系。     

不同聚合度成炭剂在膨胀阻燃聚丙烯中的应用研究

以三聚氯氰、乙胺、乙醇胺和乙二胺为原料,通过控制物料比合成了4种不同聚合度的成炭-发泡剂(CFA)。将合成的CFA与聚磷酸铵(APP)及纳米二氧化硅复配成膨胀阻燃剂并添加到聚丙烯(PP)中,制备阻燃PP材料。通过热重分析、氧指数、垂直燃烧和力学性能测试研究了材料的热稳定性、阻燃性能和力学性能。结果表明:随着CFA聚合度的增加,膨胀阻燃体系对PP材料的阻燃效率相应提高;阻燃剂的加入提高了PP材料的热稳定性,CFA聚合度的变化对阻燃PP材料的力学性能影响不大。当CFA的聚合度为40时,阻燃PP材料的阻燃性能和热稳定性能均达到最佳。     

Ecological issue of polymer flame retardancy

The use of polymer flame retardants has an important role in saving lives. The main flame retardant systems for polymers currently in use are based on halogenated, phosphorous, nitrogen, and inorganic compounds. All of these flame retardant systems basically inhibit or even suppress the combustion process by chemical or physical action in the gas or condensed phase. Conventional flame retardants, such as halogenated, phosphorous, or metallic additives, have a number of negative attributes. An ecological issue of the application of conventional flame retardants demands the search of new polymer flame retardant systems. Among the new trends of flame retardancy are intumescent systems, polymer nanocomposites, preceramic additives, low‐melting glasses, different types of char formers, and polymer morphology modification processing. The brief explanations on the three major types of flame retardant systems (intumescent systems, polymer nanocomposites, and polymer organic char formers) are the subject of this overview. © 2002 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci 86: 2449–2462, 2002     

ZnO对PP/MPP/PEPA膨胀阻燃体系的协同作用

以ZnO为阻燃协效剂,采用多聚磷酸蜜胺(MPP)和笼状季戊四醇磷酸酯(PEPA)复配阻燃剂,制备了具有良好阻燃性能的无卤阻燃PP。研究了ZnO用量对PP阻燃性能和协效作用的影响。结果表明:添加少量的ZnO即可显著提高PP的阻燃性能。当MPP、PEPA和ZnO添加量分别为12%、8%和1%时,阻燃PP的氧指数高达29.5%。TGA、FTIR分析和体式显微镜观测结果表明:添加ZnO可以催化MPP/PEPA间的酯化反应,促进体系成炭,形成更致密的炭层,从而提高材料的阻燃性能。     

PP电缆料无卤阻燃技术的研究与应用进展

综述了用于无卤阻燃聚内烯(PP)电缆料的主要阻燃体系的研究进展,介绍了金属氧化物水合物体系、磷-氮膨胀型阻燃体系、有机硅复合体系和纳米复合材料阻燃体系的开发应用情况。建议加强对无卤阻燃PP电缆料的研究,以开发出力学性能优异的无卤阻燃PP电缆料。     

PP/EPDM热塑性弹性体动态硫化阻燃材料制备及性能研究

研究了聚丙烯/三元乙丙橡胶(PP/EPDM)体系在过氧化二异丙苯(DCP)、硫磺(S)和酚醛树脂(PF)三种不同硫化条件下的动态硫化过程。探讨了膨胀型阻燃剂三聚氰胺磷酸盐(MP)和双季戊四醇(DPER)对PP/EPDM动态硫化体系力学性能和阻燃性能的影响。结果表明:在加入阻燃剂的情况下,PP/EPDM体系的阻燃性能得到了改善,但体系的力学性能下降较多。     

An efficient approach to improving fire retardancy and smoke suppression for intumescent flame‐retardant polypropylene composites via incorporating organo‐modified sepiolite

In this work, an efficient approach to improving the fire retardancy and smoke suppression for intumescent flame‐retardant polypropylene (PP) composites is developed via incorporating functionalized sepiolite (organo‐modified sepiolite [ONSep]). The PP composites with different amounts of intumescent flame retardants and ONSep were prepared by melt compounding. The morphology, thermal behavior, fire retardancy, smoke suppression, and mechanical property of flame‐retardant PP composites were studied. The results indicate an appropriate amount of ONSep in the flame‐retardant PP composites can increase thermal degradation temperature and char formation as well as a reduction of the peak heat release rate and total heat release; moreover, the addition of ONSep significantly decreases the CO production, total smoke production, smoke production rate, and smoke temperature. Simultaneously, the impact strength of intumescent flame‐retardant PP composite is also maintained by introducing an appropriate amount of ONSep as compared with that without ONSep.