用CONE/TG研究含淀粉膨胀阻燃聚丙烯体系的阻燃和烟释放

利用锥形量热仪（ＣＯＮＥ）在５０ｋＷ／ｍ＾２热辐照条件下,并配合ＴＧ和极限氧指数（ＬＯＩ）对含淀粉膨胀阻燃聚丙烯（ＰＰ）体系的阻燃和烟释放进行了研究,通过对获得的最大热释放速率（ｐｋ－ＨＲＲ）,总烟释放量（ＴＳＰ）、平均比消光面积（ａｖ－ＳＥＡ）及质量损失速度燃烧热（ａｖ－ＥＨＣ）、最大烟产生速率（ｐｋ－ＳＰＲ）、总烟释放量（ＴＳＰ）、平均比消光面积（ａｖ－ＳＥＡ）及质量损失速度（ＭＬＲ）等参数和     

紫外光照射对阻燃聚丙烯阻燃性能的影响研究

研究了不同阻燃剂的紫外光稳定性以及阻燃剂光照后阻燃效率下降和阻燃聚丙烯紫外光照射后阻燃性能下降的原因。研究表明，膨胀型的阻燃剂的光稳定性最好，脂肪族溴阻燃剂次之，芳香族溴阻燃剂最差。溴阻燃剂光照后阻燃效率下降的原因是阻燃荆的光分解，紫外分析发现芳香族溴阻燃剂比脂肪族溴阻燃剂更容易在紫外光的作用下发生光分解反应放出溴自由基。阻燃聚丙烯紫外光照射后阻燃性能下降是由阻燃荆的光分解和PP基体树脂的光氧化降解的综合因素造成的。     

新型无卤膨胀阻燃聚丙烯的制备及阻燃性能

利用有机杂环磷酸酯1, 2, 3-三(5, 5-二甲基-1, 3-二氧杂环己内磷酸酯基)苯(FR)、聚磷酸铵(APP)和三聚氰胺(MEL)制备新型无卤三源膨胀阻燃聚丙烯(IFR/PP)材料, 通过极限氧指数(LOI)、水平燃烧(UL-94)、热重分析法(TGA)、锥形量热(cone)等方法研究了IFR对聚丙烯阻燃性能影响。结果表明: 当IFR总添加质量分数为30%(FR∶APP∶MEL质量比为4∶8∶3), 阻燃IFR/PP的LOI 达到36.2%, 其热释放速率峰值(pk-HRR)、热释放速率平均值(av-HRR)、有效燃烧热平均值(av-EHC)、比消光面积平均值(av-SEA)、质量损失速率平均值(av-MLR)及一氧化碳释放率平均值(av-CO)相对未阻燃PP分别降低75.9%、71.7%、76.4%、74.6%、58.3%和50.0%, 300 s时CO释放量接近0, 呈现出良好的阻燃、抑烟和抑毒性能; SEM研究表明, IFR催化PP在燃烧初期形成了致密、坚硬的优质炭层。     

芳纶浆粕对膨胀阻燃聚丙烯性能影响

采用芳纶浆粕(PPTA-pulp)对膨胀阻燃聚丙烯(PP)进行增强改性,通过一步共混法制备了PPTA-pulp-膨胀型阻燃剂(IFR)/PP阻燃复合材料,考察了PPTA-pulp用量对PPTA-pulp-IFR/PP复合材料的力学性能、阻燃性能及热稳定性能的影响。结果表明,当硅烷偶联剂KH-550处理的PPTA-pulp质量比为5%时,膨胀阻燃复合材料的力学性能达到最佳: 拉伸强度40.0 MPa,冲击强度56.9 J·m^-1,极限氧指数LOI 28%,垂直燃烧等级达到UL-94 V-0级。复合材料的热稳定性能提高,炭残余量增加。SEM观察表明,PPTA-pulp经KH-550处理后,浆粕纤维与基体树脂的结合性较好。     

膨胀石墨聚磷酸铵复合阻燃聚丙烯初探

以国产膨胀石墨为主阻燃剂，聚磷酸铵为协效剂，讨论了膨胀石墨复合阻燃剂两组分不同配比对阻燃聚丙烯燃烧性能和力学性能的影响。当膨胀石墨复合阻燃剂用量为30份、石墨与聚磷酸铵比为2：1时，材料的氧指数为21.7，拉伸强度为32，4MPa，缺口冲击强度为0.51KJ／m^2，力学性能和阻燃性能指标较好，材料的综合性能最佳，复合阻燃剂两组分在此配比时具有明显的协同效应。阻燃剂用量超过30份后。材料的拉伸强度快速下降，失去使用价值。     

熔融接枝法提高膨胀型阻燃聚丙烯的相容性和阻燃性能

通过熔融共混工艺,采用熔融接枝和阻燃剂表面处理技术,利用双螺杆挤出机制备出无卤膨胀型阻燃聚丙烯(PP)。研究了聚磷酸胺(APP)、季戊四醇(PER)、三聚氰胺(MEL)作为一种混合体系对PP的阻燃作用,并用对比法分析讨论了三种组分分别在体系中所起的作用。研究了多组分体系下不同单体熔融接枝PP对各组分间的相容性和阻燃性能的影响,结果表明,极性较大单体MAH接枝处理PP,能够有效地提高体系的相容性和阻燃性能。     

膨胀型阻燃剂阻燃聚丙烯的研究进展

介绍了近年来膨胀型阻燃剂阻燃聚丙烯(PP)的研究进展,分别从传统膨胀型阻燃剂和新型膨胀型阻燃剂对PP进行阻燃展开阐述。新型膨胀型阻燃剂相比传统的膨胀型阻燃剂能够实现更高的阻燃效率和更优的力学性能。集酸源、碳源、气源为一体的新型膨胀型阻燃剂的合成,以及兼顾阻燃和其他性能且环境友好的阻燃PP复合材料的开发将是重要的发展方向。     

反应性三源一体膨胀型阻燃剂阻燃聚丙烯的阻燃机理

利用自制的集"酸源、碳源、气源"于一体的反应性膨胀型阻燃剂EADP制备阻燃聚丙烯(PP),通过红外、锥形量热及扫描电镜法研究了EADP的阻燃机理。结果表明,阻燃PP燃烧时"三源"协同发生化学变化,迅速结炭和释放出NH3、H2O等不燃性气体,使阻燃PP形成内部多孔、表面致密的炭层,减少了挥发物中可燃气体的比例,突显出凝聚相和气相阻燃机理的作用。与原料PP相比,阻燃PP燃烧参数发生了很大变化,如加入质量分数25%EADP阻燃PP,峰值热释放速率(PHRR)、平均热释放速率(MHRR180)、平均有效燃烧热(av-EHC)、平均比消光面积(av-SEA)、火势增长指数(FIGRA)分别降低了65.50%、70.52%、19.51%、72.30%、82.25%,峰值热释放速率时间(TPHRR)是原料PP的1.9倍,呈现出优良的阻燃、抑烟效果。     

双环笼状磷酸酯类膨胀阻燃聚丙烯的研究

以笔者自行合成的两种双环笼状磷酸酯Trimer和PEPA(其结构见正文)为基的膨胀型阻燃剂阻燃PP，测定了阻燃PP的加，和UL-94阻燃性能，并利用锥形量热仪(CONE)测试了其释热速率(HRR)、总释热量(THR)、质量损失速率(MLR)、生烟量及有毒气体释放量等多种燃烧参数。阻燃PP与纯PP相比，HRR、THR及MLR分别降低约70％、60％及50％。     

聚磷酸铵型膨胀阻燃剂对聚丙烯的阻燃作用

在改性聚磷酸铵中加入聚己内酰胺（ＰＡ６）,可显著提高由它们组成的膨胀型阻燃剂（ＩＦＲ）对聚丙烯（ＰＰ）的阻燃作用,ＰＡ６在其中主要起成炭剂的作用。热重分析表明,当ＩＦＲ－ＰＰ受热燃烧时,ＩＦＲ参与了ＰＰ的成热分解反应并促使部分碳化,元素分析和红外光谱结果表明,ＩＦＲ－ＰＰ受热燃烧时磷主要积聚在燃烧端面并以磷酸及其相应的铵盐存在,它们的形成与ＩＦＲ受热燃烧时的一系列变化有关,并有助于焦化物的进一步炭     

蒙脱土对膨胀型阻燃聚丙烯的性能影响

本文以IFR为阻燃剂,蒙脱土为协效剂,MAH—g—PP为相容剂对聚丙烯进行阻燃改性。研究了阻燃剂和协效剂对聚丙烯燃烧性能、力学性能和加工性能的影响,并运用热重分析（TGA）和差热分析（DTA）表征了阻燃聚丙烯的热分解过程,结果表明：     

一种膨胀阻燃成炭剂的合成及对聚丙烯阻燃性能的影响

基于分子结构设计,合成了一种新型高效膨胀阻燃成炭剂PECN,利用该成炭剂制备新型膨胀阻燃聚丙烯(PP)复合材料,其中膨胀阻燃剂(IFR)由硅包裹聚磷酸铵(OS-MCAPP)及PECN组成。结果表明,当IFR的质量分数(m(OS-MCAPP)∶m(PECN)=2∶1)为30%时,复合材料极限氧指数值(LOI)达到最大值28.8,同时复合材料的最大热释放速率为885.5 W/g,与纯PP相比下降了26.2%;该复合材料同时具有良好的热稳定性,700℃剩余质量为18.4%,与纯PP相比大幅提高。扫描电镜照片显示,PECN成炭剂能够促进高质量膨胀炭层的形成,起到保护复合材料基体的作用,从而有效提高其阻燃性。     

增容剂EVA-g-MAH对乙烯-醋酸乙烯共聚物/聚酰胺6阻燃合金性能的影响

采用熔融共混法,以聚磷酸铵(APP)、季戊四醇(PER)为原料组成的膨胀阻燃剂(IFR),制备了乙烯-醋酸乙烯共聚物/聚酰胺6/IFR(EVA/PA6/IFR)阻燃复合材料,并研究了增容剂EVA-g-MAH对EVA/PA6阻燃合金阻燃性和力学性能的影响。通过极限氧指数、垂直燃烧、熔融指数、力学性能、热重分析和扫描电子显微镜等手段对EVA/PA6阻燃合金进行了性能测试与表征。结果表明:随着EVA-g-MAH用量的增加,EVA/PA6阻燃合金的极限氧指数稍有降低,但当EVA-g-MAH质量分数为10%时,垂直燃烧可达UL 94V-0级;拉伸强度和断裂伸长率随着增容剂含量的增加而逐渐升高。热重分析结果表明,增容剂可提高EVA/PA6阻燃合金的热稳定性。     

膨胀阻燃天然橡胶的阻燃性能热稳定性燃烧行为及阻燃机理

分别以聚磷酸铵/季戊四醇（IFR）和可膨胀石墨（EG）为阻燃剂制备了阻燃天然橡胶（FRNR）,对比研究了2种膨胀阻燃剂对天然橡胶阻燃性能、力学性能、热稳定性、燃烧性能的影响,并探究了造成阻燃性能差异的机理。结果表明,EG在天然橡胶中表现出更佳的阻燃效果,添加40%（质量分数）IFR的FRNR的LOI值为26.2,UL-94为Ⅴ-0级;而添加20%（质量分数）EG后,FRNR的LOI值已达到28.4,UL-94为Ⅴ-0级;IFR和EG的添加会严重恶化天然橡胶的力学性能;锥形量热的测试结果表明,EG的添加能更有效降低天然橡胶的热释放速率、总热释放量和烟气生成量,添加20%EG的FRNR的主要燃烧性能参数已优于含40%IFR的FRNR,添加40%EG的FRNR的主要燃烧性参数大幅度改善,其中热释放速率峰值由795 kW/m²降低至211 kW/m²,600 s时的总热释放量和总生烟量由116.3 MJ/m²和46.7 m²下降到35.6 MJ/m²和2.6 m²...     

阻燃聚酰胺的发展现状

介绍了阻燃聚酰胺的国内外发展状况,重点总结了适用于聚酰胺阻燃的各类阻燃体系,包括阻燃剂、阻燃效果和作用机理,并重点介绍了阻燃聚酰胺的发展趋势。     

膨胀阻燃剂对EVA阻燃和力学性能的影响

以聚磷酸铵(APP)、三嗪系成炭发泡剂(CFA)和4A分子筛(4AZEO)作为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)的膨胀阻燃剂(IFR)。采用氧指数、垂直燃烧研究了APP与CFA的不同配比、IFR不同添加量对阻燃材料阻燃性能的影响,并对其力学性能进行测试。当IFR总添加量为28%,APP/CFA质量比为3∶1时阻燃EVA材料显示出较好的阻燃效果,其氧指数为33.8,垂直燃烧达到UL-94V0级。采用热失重法证实了配比合理的膨胀阻燃剂能够促进EVA在高温时的成炭,最后采用扫描电镜法对残炭外貌进行了表征。     

分子筛和SiO2对含三嗪大分子膨胀阻燃聚丙烯体系的阻燃协效性

研究了两种化合物4A分子筛(Zeolite4A)和二氧化硅(SiO2)对聚丙烯膨胀阻燃新体系聚丙烯/聚磷酸铵/三嗪系成炭剂(PP/APP/CFA)阻燃性的影响,通过垂直燃烧、氧指数、热重分析、锥形量热仪和扫描电镜等技术研究表明,这两种含硅物质均能有效提高聚丙烯体系的阻燃性。膨胀阻燃剂能有效降低聚丙烯材料的热释放速率和烟释放速率,特别是,这两种含硅物质能明显降低聚丙烯体系第二个燃烧过程的热释放速率和烟释放速率。     

防潮型膨胀阻燃剂及阻燃聚丙烯的研究

研究EVA对膨胀型阻燃剂防潮效果的影响。根据膨胀阻燃原理，合成咄新型防潮型膨胀阻燃剂。利用能谱分析等手段对合成的膨胀型阻燃剂的结构、防潮性及其在PP中的阻燃效果进行研究。