无卤膨胀型阻燃聚丙烯的性能研究

利用微胶囊化技术合成的新型磷氮体系无卤膨胀型阻燃剂IFR对聚丙烯（PP）进行阻燃。考察了阻燃剂IFR中聚磷酸铵（APP）的微胶囊包覆效果以及阻燃剂IFR对PP的阻燃性能、力学性能、热稳定性以及表面形态等的影响。结果发现包覆后的APP粒度均匀致密，效果比较良好；在PP中添加的IFR阻燃剂质量分数达到30％左右时，有明显的成炭效果，氧指数达到32％，阻燃性能提高；力学性能下降也趋于平缓；且IFR与PP的界面相容性比较良好；阻燃PP材料的热稳定性也得到了提高。     

尼龙增强膨胀型阻燃PP的研究

用尼龙6(PA6)代替部分季戊四醇(PT)作成炭剂,制得了膨胀型阻燃聚丙烯(IFR-PP),讨论了PA6对IFR-PP的力学性能、阻燃性能、热稳定性和流变行为的影响。结果表明：PA6的加入提高了IFR-PP的表观粘度、力学性能和热稳定性。PA6的用量为3％时,IFR-PP的拉伸强度提高了24．2％,分解温度提高了18℃;同时阻燃性能保持不变,且具有良好的加工性能。     

PP/纳米SiO2复合材料的阻燃性能研究

将磷系阻燃剂1,3,5-三（5,5-二甲基-1,3-二氧杂环己内磷酸基）苯（FR）、聚磷酸铵（APP）、纳米SiO2复配,制备聚丙烯(PP)纳米复合阻燃材料。采用氧指数测定仪、水平垂直燃烧测定仪、热重分析仪、锥形量热仪对PP纳米复合阻燃材料的阻燃性能进行了研究。结果表明,FR/APP/SiO2提高了PP的氧指数、水平燃烧等级、热稳定性和残炭率,降低了热释放速率。当阻燃剂FR/APP/SiO2的总体含量为25 %,FR/APP/SiO2配比为15/7/3的情况下,PP纳米复合阻燃材料的氧指数为29.4 %,水平燃烧等级为FH-1。     

高分子复合材料用膨胀型阻燃涂层

论述高分子复合材料用膨胀型阻燃涂层的作用机理 ,应用效果及今后需进一步研究的问题     

改性海泡石与金属氧化物对膨胀阻燃PP燃烧性能的影响

采用极限氧指数、垂直燃烧、TGA、FTIR和SEM等方法研究了改性海泡石(SP)及金属氧化物(ZnO、Ni2O3)对聚丙烯(PP)/马来酸酐接枝三元乙丙橡胶(EPDM-g-MAH)/膨胀阻燃剂(IFR)体系燃烧性能的影响。极限氧指数和垂直燃烧结果表明:SP及金属氧化物均对IFR有一定的协效作用,能提高体系的极限氧指数和阻燃性能。TGA结果表明:SP可以提高燃烧残余炭层的稳定性和残炭率。SEM观察表明:SP与ZnO复配体系的燃烧残余炭层更致密和连续。FTIR测试发现SP、金属氧化物促进了IFR在PP体系中的交联成炭作用,较快生成连续的保护性炭层。     

PP/LGF复合材料的膨胀性阻燃与协效阻燃性能

采用膨胀型阻燃剂(IFR)及协效剂海泡石(SP)对长玻璃纤维增强聚丙烯(PP/LGF)复合材料进行阻燃,通过双螺杆挤出机制备了PP/LGF母粒,IFR母粒和SP母粒,然后将这3种母粒通过注塑机制备了PP/LGF/IFR/SP复合材料,通过极限氧指数(LOI)、垂直燃烧测试、锥形量热仪、热重分析、扫描电子显微镜、力学性能测试等表征PP/LGF各阻燃复合体系的性能。结果表明,当IFR质量分数为22%时,PP/LGF/IFR阻燃复合材料的LOI为28.8%,且垂直燃烧等级达到V–0级;锥形量热仪测试结果表明加入IFR及SP后阻燃复合体系的第一热释放速率峰值降低,而第二热释放速率峰消失;SP质量分数为1%,IFR质量分数为21%的PP/LGF/IFR/SP阻燃复合材料LOI为29.6%,垂直燃烧等级达到V–0级,热释放速率峰值和总热释放量得到有效降低,热稳定性最好,且燃烧时产生致密的炭层覆盖于玻璃纤维表面,同时加入1%SP后复合材料的力学性能下降幅度相对较小。     

聚丙烯/尼龙/纳米蒙脱土膨胀型阻燃材料的研究

用尼龙6(PA6)代替季戊四醇(PT)作为成炭剂组成的膨胀型阻燃聚丙烯(PP)有熔滴、阻燃效果差的缺点，加入纳米蒙脱土(nano-MMT)作为阻燃剂的协效剂后可克服以上缺点。研究结果表明：加入质量分数为4％的nano-MMT不仅克服了阻燃体系熔滴的缺点，还使材料的拉伸强度提高了44．3％；热重分析和燃烧测试表明，nano-MMT的加入提高了材料的热稳定性，使剩炭率增加了12％，从而提高了材料的阻燃性能；由扫描电镜(SEM)观察发现：nano-MMT的加入增强了材料的界面粘结力，提高了材料的韧性，起到了一定的增容作用。     

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。     

聚丙烯基纳米SiO2复合材料的流变性能研究

采用普通毛细管流变仪和高压毛细管流变仪，通过测定流变性能，研究不同表面处理工艺对PP基纳米SiO2复合材料的团聚，分散和界面性能的影响。结果表明，纳米SiO2采用偶联剂处理并包覆长链分子型分散剂后，可增加界面层厚度，形成相间缓冲层，由此增大纳米颗粒与颗粒间的距离，使纳米颗粒团聚体变得松散，摩擦阻力有所下降，熔体流动性损失减少，PP基纳米SiO2复合材料的熔融流动性基本随纳米SiO2用量的增加而下降；当纳米SiO2质量分数约为3%时，该复合材料的熔体流变性能近似于纯PP，并在挤出或注射成型的剪切速率范围内加工流动性未明显下降。     

PP基纳米SiO2复合材料性能的研究

利用纳米SiO2、马来酸酐接枝聚乙烯（PE-g-MAH）和聚丙烯（PP）通过熔融共混的加工工艺制备了PP基纳米SiO2复合材料，考察了不同处理方法及用量的纳米SiO2对PP基体的影响。结果表明：经表面处理，用量4％（质量分数，下同）的纳米SiO2和4％PEgMAH协同作用，可以使复合材料的冲击强度提高40％，拉仲强度提高10％，耐热性较PP基体提高22℃。采用偏光显微镜（POM）、扫描电镜（SEM）对PP基纳米SiO2复合材料的微观结构进行了表征和分析，证明经表面改性的纳米SiO2（TS530）均匀地分散于PP基体中，从而起到良好的改性作用。     

凹凸棒土协同膨胀型阻燃剂阻燃聚丙烯的研究

研究了凹凸棒土(ATP)在膨胀阻燃聚丙烯(FRPP)复合材料中的协同作用,揭示了协同作用产生的机理。膨胀型阻燃剂(IFR)由聚磷酸铵和季戊四醇复配而成。探讨了ATP含量对复合材料的极限氧指数(LOI)、锥形量热参数、热稳定性能以及力学性能的影响。结果表明,当用少量ATP代替IFR时,可以提高复合材料的LOI,显著降低复合材料的热释放速率峰值和烟生成速率,提高复合材料在550℃以上高温区间的热稳定性。当复合材料中ATP质量分数在3.0%~7.0%时,复合材料的拉伸强度有提高。     

Effects of Charring Agents on the Thermal and Flammability Properties of Intumescent Flame-Retardant HDPE-based Clay Nanocomposites

Intumescent flame-retardant (IFR) high-density polyethylene, poly[ethylene-co-(vinyl acetate)], and organically-modified clay nanocomposites consisting of ammonium polyphosphate (APP) and other charring agents, as well as the nanocomposites pentaerythritol (PER), polyamide-6 (PA), and PA/OMT were investigated. Their thermal and flammability properties have been characterized by thermogravimetric analyses, cone calorimetry, a limiting oxygen index, and the UL-94 test. Results show that the PER-contained sample exhibits different thermal and flammability behaviors from the samples containing polymer charring agents. The difference is postulated to be responsible for the formation of various intumescent structures and their changes in response to heightened temperatures.     

ANTI-6阻燃聚丙烯的热降解动力学研究

开发的新型无卤膨胀阻燃剂ANTI-6对聚丙烯(PP)进行阻燃改性。利用热重分析仪研究了PP/ANTI-6体系的热降解行为,探讨了阻燃性能与热行为的关系。结果发现,ANTI-6阻燃剂的加入使PP的反应活化能在不同阶段均有较大提升,在失重初期(6%),ANTI-6能使得PP快速脱水并生成刚性膨胀炭化物形成防火层。随着温度升高,PP/ANTI-6体系的反应活化能会有所下降;失重大于25%后,反应活化能呈快速上升趋势。PP/ANTI-6体系阻燃性能显著提升的同时,其力学性能变化不大。     

膨胀型聚丙烯类阻燃体系

聚丙烯(PP)材料具有高性能、低重量、易加工等优良特性是五种通用塑料之一,被普遍用于食品包装、建筑业、交通业、农业等国民经济重要领域。由于PP材料内在的烷烃结构使其相对容易燃烧,给人类带来便利的同时带来火灾隐患,极大的限制了在更多领域的进一步发展。因此,提高PP类产品的阻燃性能具有非常重要的研究意义及实用价值。文章综述了PP基体中最常用的阻燃策略,包括阻燃化合物、应用方法和阻燃机理,并重点介绍了近五年来的研究进展,对其应用前景进行了展望。     

无卤膨胀型阻燃聚丙烯的阻燃特性

通过热失重分析仪和锥形量热仪等仪器对无卤膨胀阻燃聚丙烯的阻燃特性进行了研究.测量了聚丙烯和无卤膨胀型阻燃聚丙烯的热解过程,同时测量了纯聚丙烯及无卤膨胀型阻燃聚丙烯质量损失速率、热释放速率和残余质量分数随时间的变化规律.结果表明,随着膨胀阻燃剂添加量的增加,热释放速率不断降低,但降低的幅度逐渐减少,其质量损失速率、残余质量分数也有类似的规律.外部辐射功率的增加会加快无卤膨胀型阻燃聚丙烯分解,热释放速率会相应增大.     

PP-g-MAH增容膨胀阻燃聚丙烯体系的研究

利用熔融共混制备了聚丙烯/膨胀型阻燃剂/马来酸酐接枝聚丙烯(PP/IFR/PP-g-MAH)阻燃复合材料。通过极限氧指数、热重分析、扫描电子显微镜及力学性能测试研究了PP-g-MAH对阻燃复合材料的阻燃性、热稳定性、微观形貌及力学性能的影响。结果表明,PP-g-MAH作为相容剂,当添加5 %的PP-g-MAH时,复合材料的极限氧指数达到30 %, 垂直燃烧达到UL 94 V-0级;随着PP-g-MAH含量的增加,阻燃剂和基体PP之间的界面作用力提高,体系的拉伸强度和弯曲强度均有提升,冲击强度减小幅度不大;与未加PP-g-MAH的复合材料相比,添加相容剂的复合材料成炭率明显提高。     

微胶囊化膨胀型无卤阻燃聚丙烯的研究

对聚磷酸铵（APP）进行微胶囊化，复配了新型无卤膨胀型阻燃剂（IFR）。利用IFR对聚丙烯（PP）进行阻燃。对包覆APP和IFR阻燃PP体系的表面形态和性能进行研究。结果表明，包覆的APP粒度均匀致密；在PP中添加IFR阻燃剂不小于30份时，有明显成炭效果，获得良好的阻燃性能，UL-94阻燃级数为V-0。阻燃PP体系的热稳定性也得到提高。     

膨胀阻燃聚丙烯材料燃烧的模拟研究

通过对膨胀阻燃聚丙烯材料在锥形量热仪实验条件下燃烧的分析和研究,建立了能够描述膨胀阻燃材料升温、燃烧过程的物理模型.同时考虑传质传热过程并结合膨胀速度的经验公式,建立了膨胀阻燃聚合物燃烧的数学模型.实验中测量了样品在膨胀燃烧过程中的样品厚度随时间变化规律.通过比较发现,模拟的样品厚度随时间变化曲线与实验结果吻合较好,模型比较可靠.模型还可模拟样品在火灾燃烧过程中的温度分布.     

Study on Char Structure of Intumescent Flame-Retardant Polypropylene

The structure and properties of the char of intumescent flame retardant polypropylene (IFR-PP) have been studied by cone calorimeter, scanning electron microscope (SEM) and differential scanning calorimeter (DSC). Charring tendency analysis indicates IFR-PP is more likely to form a thick and homogenous char at low heat flux than that at higher heat fluxes. The SEM study indicates different char structures are formed at different stages. DSC analysis studies thermal stability of IFR-PP. Theoretical analysis of intuemscent charring shows when intumescent velocity increases, the heat diffusing into the underlying material will decrease if the thermal diffusivity of the material keeps constant.     

膨胀型阻燃聚丙烯的研究进展

介绍了膨胀型阻燃聚丙烯的阻燃机理,并对膨胀型阻燃聚丙烯的研究现状进行了综述。