磷系阻燃剂阻燃聚碳酸酯研究进展*

磷系阻燃剂具有阻燃效率高、低烟、低毒、与基质材料相容性好等优点,在阻燃高分子材料领域得到广泛应用。本文介绍了磷系阻燃剂的分类及阻燃机理,综述了近年来磷酸酯阻燃剂、膦酸酯阻燃剂、DOPO磷杂菲类阻燃剂、磷腈类阻燃剂和无机磷阻燃剂在阻燃聚碳酸酯领域的研究进展,为新型磷系阻燃剂的研发提供参考。     

气相色谱-质谱法测定发泡聚苯乙烯材料中六溴环十二烷的含量

正六溴环十二烷(HBCD)是一种高溴含量的脂环族添加型阻燃剂,具有用量低,阻燃效果好、对材料物理性能影响小等特点,主要用作聚苯乙烯、聚丙烯、高抗冲聚苯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料(ABS)、聚乙烯、聚碳酸酯、不饱和聚酯等材料的阻燃剂[1]。此外,还适用于对针织物、丁苯胶、黏合剂、涂料以及不饱和聚酯树脂进行阻燃处理。HBCD理论上有16种非对映异构体,但其工业产品主要是     

阻燃剂对聚碳酸酯透明性能的影响

以透明聚碳酸酯(PC)为基础树脂,在保持PC优异的力学性能和高透明性能的前提下,分别制备了磺酸盐类阻燃剂、硅油类阻燃剂以及两者复配型阻燃剂改性的3组PC体系,测试了PC的阻燃等级及透明性并通过SEM探讨了阻燃机理.研究表明:单独添加质量分数为0.1％的磺酸盐类阻燃剂可使PC阻燃等级达到V-0级并保持良好的力学性能及透明性;单独添加质量分数为1％的硅油类阻燃剂仍能保持PC良好的力学性能及透明性,但是阻燃等级无法达到V-0级;复配质量分数0.05％～0.1％的磺酸盐类阻燃剂及质量分数为0.5％～1％的硅油类阻燃剂,可使PC阻燃等级达到V-0级,并能保持良好的力学性能及透明性,此外复配之后燃烧形成的碳层阻燃效果更好.     

阻燃剂及材料的阻燃处理

阻燃剂是能够保护材料不着火或使火焰难以蔓延的化学物质。介绍了常见阻燃剂的种类、阻燃机理、材料的阻燃处理及新型阻燃剂的发展,以增强人们对阻燃技术领域的认识和了解。     

原位聚合法制备聚磷酸铵微胶囊及其应用的研究进展

以聚磷酸铵微胶囊阻燃剂的包覆壳材料为重点,综述了聚磷酸铵微胶囊阻燃剂的无机材料包覆、有机材料包覆、双层或多层包覆以及纳米材料包覆,总结了国内外关于原位聚合法制备聚磷酸铵微胶囊的最新研究进展。介绍了聚磷酸铵微胶囊形成过程中,包覆壳材料与聚磷酸铵的原位聚合方法及机理。并且提出了聚磷酸铵阻燃剂在材料燃烧过程中存在的协同效应。最后,结合聚磷酸铵微胶囊阻燃剂在阻燃过程中存在的问题,展望了原位聚合在微胶囊阻燃领域中的未来发展方向。     

阻燃改性尼龙研究进展

综述了近年来阻燃改性尼龙材料的研究成果,尤其是现今适用于尼龙阻燃的各类阻燃体系的研究现状,包括溴系阻燃剂、磷系阻燃剂、氮系阻燃剂、磷-氮协效膨胀型阻燃剂、无机阻燃剂以及纳米阻燃协效剂等,并展望了未来阻燃尼龙的发展趋势.卤系阻燃剂将逐渐被替代,无卤环境友好型阻燃剂和膨胀型阻燃体系是未来重点的发展方向,综合改性、复配技术的应用也是未来研究和应用的热点.     

添加型磷腈类阻燃剂在高分子材料中的应用

添加型磷腈类阻燃剂具有热稳定性好、耐候性好、低烟、低毒、低添加量和吸潮性低等优点,在阻燃高分子材料领域得到广泛应用。综述了近些年来国内外添加型磷腈类阻燃剂在高分子材料中的应用研究进展,分析了磷腈阻燃剂阻燃高分子材料的研究现状,为新型磷腈类阻燃剂的研发提供参考。     

磷酸酯双三聚氰胺盐阻燃环氧树脂的燃烧性能和阻燃机理

以季戊四醇、三氯氧磷、三聚氰胺为原料合成了[1-氧-4-亚甲基-2,6,7-三氧-1-磷杂双环(2,2,2)辛烷]磷酸酯双三聚氰胺盐阻燃剂,将该阻燃剂加入到环氧树脂中制成阻燃环氧树脂。用TG、SEM、EDS和FT-IR进行表征,并采用极限氧指数法和垂直燃烧法测试材料的燃烧性能,结果表明,极限氧指数和垂直燃烧性能随阻燃剂含量的增加而提高,当阻燃剂含量达到30%时,氧指数达到36,垂直燃烧性能达到V-0级;阻燃剂对材料的成炭量影响不大,但改变了炭层的组成和物理性质,燃烧过程中形成的含有P、O、N的粘性高聚物将炭层连接在一起,起到了隔热、隔氧作用,发挥了凝聚相阻燃作用。此外,阻燃环氧树脂在燃烧过程中有NH3等不燃气体逸出,有效地稀释了气相中的氧气浓度,发挥了气相阻燃作用,对材料的阻燃有协同作用。     

膨胀型环状类磷酸酯蜜胺盐阻燃剂的合成及阻燃聚丙烯的结构与性能

以双季戊四醇、三季戊四醇、多聚磷酸、五氧化二磷和三聚氰胺为原料,合成了膨胀型环状类磷酸酯蜜胺盐阻燃剂,并与聚丙烯共混制成阻燃聚丙烯.红外分析表明该阻燃剂具有环状结构.通过扫描电镜和X射线衍射对阻燃聚丙烯进行了结构分析和表面纹理的表征.实验结果表明：该阻燃剂阻燃性能良好,但在聚丙烯中的分散性较差;用甲基纤维素对该阻燃剂进行表面化学修饰以后,该阻燃剂在聚丙烯中的分散性及阻燃材料的机械性能得到了明显的改善.     

国家大学生创新性实验项目:新型F-N-P环三磷腈阻燃剂的合成及阻燃聚碳酸酯的应用*

南开大学化学学院为了提高本科生培养质量,通过开展“国创项目”创新综合实验,引导学生积极参加科研创新实践教学环节。介绍了在本科生有机化学综合实验中开设的新型F-N-P环三磷腈阻燃剂的合成及阻燃聚碳酸酯的应用实验,同时介绍了实验具体实施过程和教学效果。     

协效阻燃聚丙烯的阻燃性能

本文研究了以聚磷酸铵(APP)为主阻燃剂,次磷酸铝(AHP)和三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)为辅阻燃剂的协效阻燃体系对聚丙烯(PP)阻燃性能的影响。 采用垂直燃烧测试、极限氧指数(LOI)测试、热重分析、锥形量热仪测试、扫描电子显微镜分析等技术手段对所制备的阻燃样品进行了阻燃性能分析。 结果表明:单独添加任一质量分数30%阻燃剂,均不能使PP获得良好的阻燃性能;当阻燃剂总质量分数保持在30%,m(APP)：m(AHP)：m(MCA)=4：1：1时获得理想阻燃效果,此时阻燃PP的LOI为33%,垂直燃烧测试达到V-0级,热释放速率峰值(PHRR)从765.7 kW/m²降为122.7 kW/m²。     

Nanocarbon-Based Flame Retardant Polymer Nanocomposites

In recent years, nanocarbon materials have attracted the interest of researchers due to their excellent properties. Nanocarbon-based flame retardant polymer composites have enhanced thermal stability and mechanical properties compared with traditional flame retardant composites. In this article, the unique structural features of nanocarbon-based materials and their use in flame retardant polymeric materials are initially introduced. Afterwards, the flame retardant mechanism of nanocarbon materials is described. The main discussions include material components such as graphene, carbon nanotubes, fullerene (in preparing resins), elastomers, plastics, foams, fabrics, and film–matrix materials. Furthermore, the flame retardant properties of carbon nanomaterials and their modified products are summarized. Carbon nanomaterials not only play the role of a flame retardant in composites, but also play an important role in many aspects such as mechanical reinforcement. Finally, the opportunities and challenges for future development of carbon nanomaterials in flame-retardant polymeric materials are briefly discussed.     

聚对苯二甲酸丙二醇酯的无卤阻燃化改性

聚对苯二甲酸丙二醇酯作为新型聚酯材料,具有非常优良的性能,但其易燃性很大的限制了它的应用范围。为了提高对苯二甲酸乙二醇酯的阻燃性能,本文以无卤膨胀型EPFR-300A为阻燃改性剂,马来酸酐接枝聚烯烃(POE-g-MAH)弹性体为增韧剂,对聚对苯二甲酸丙二醇酯树脂(PTT)进行阻燃改性。通过热重分析仪(TGA)、示差扫描量热仪(DSC)、扫描电子显微镜(SEM)、力学性能等技术手段研究了阻燃剂和增韧剂对PTT树脂力学、热学和阻燃性能的影响。结果表明,增韧剂POE和POE-g-MAH的添加提高了PTT树脂的综合力学性能。当质量分数相同时,POE-g-MAH对PTT树脂的增韧效果要优于POE,且当POE-g-MAH质量分数为7%时,综合力学性能最佳。当添加相同质量分数增韧剂,EPFR-300A质量分数达到20%时,阻燃PTT材料阻燃性能最佳,极限氧指数(LOI)达到28.0%,垂直燃烧阻燃等级达到UL94 V-0级。EPFR-300A阻燃剂与PTT树脂间相容性良好,可以有效地促进PTT树脂成炭并提高材料的阻燃性能。     

聚乳酸阻燃性能的研究进展

聚乳酸作为一种资源与环境友好材料已得到了广泛深入的研究。如果能够提高聚乳酸的阻燃性能,则能进一步扩大其应用范围。目前对聚乳酸的阻燃改性主要采用添加阻燃剂的方法,并以磷系、氮系、硅系、金属化合物阻燃剂以及多种阻燃成分的复配为主,而聚乳酸的反应型阻燃也在不断研究发展中。本文在介绍阻燃作用机理的基础上,综述了聚乳酸阻燃研究发展现状,并对聚乳酸的阻燃提出展望。     

Flame retardancy of polycarbonate enhanced by adding fly ash

We have developed a flame‐retardant polycarbonate resin whose flame retardancy is greatly enhanced by adding fly ash (a by‐product from thermal power plants). Fly ash with comparatively small average particle sizes (<10 µm) raised the flame retardancy of polycarbonate because of the hydrogen bond that forms between the polycarbonate and the hydroxy group on the fly ash surface. This bond primarily improves the heat resistance of the polycarbonate and also isomerizes the polycarbonate to promote carbonization. The polycarbonate with 25 wt% of the fly ash showed good other main characteristics, such as mechanical properties and moldability, comparable to those of a flame retardant polycarbonate reinforced with glass fiber, used for electronic products such as desktop computers, etc. Applying the fly ash eliminates the need to use current retardants such as organic halogen compounds and thus promotes the perceived environmental safety of flame‐ retardant polycarbonate. In addition, being able to use less raw resin by adding the fly ash means that less energy is required to manufacture flame‐retardant polycarbonate. Copyright © 2007 John Wiley & Sons, Ltd.     

磷杂菲类阻燃剂的合成及其与聚磷酸铵复合膨胀体系对环氧树脂的阻燃性能研究

以9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)、五硫化二磷(P2S5)为原料合成9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-硫化物(DOPS),并将DOPS与聚磷酸铵(APP)组成复合阻燃剂,用于环氧树脂(EP)的阻燃改性.通过氧指数(LOI)、垂直燃烧(UL-94)、热失重(TGA)、锥形量热(CONE)和扫描电镜(SEM)等方法对改性后的环氧树脂的阻燃性能和阻燃机理进行了测试和分析.实验结果表明,DOPS/APP阻燃体系对EP具有很好的阻燃性能,且复配阻燃剂的阻燃效果比单一的阻燃剂阻燃效果好;其中,当阻燃剂的总添加量达到30%时即W_(DOPS)=10%、W_(APP)=20%时,阻燃EP复合材料的LOI值可达到29.2%,垂直燃烧等级达到UL-94 V-0级,残炭量可达49.3%.     

硅橡胶复合材料阻燃研究进展

将功能填料引进到硅橡胶及其复合材料中可以获得特定功能的硅橡胶复合材料,已经成为近些年研究热点。目前阻燃剂种类繁多,但是性能比较单一,这已经不能满足人们的需要。人们在关注硅橡胶复合材料阻燃性能的同时,也考虑与其它性能兼备以及成本等问题。因此,本文综述了铂化合物、磷系阻燃剂、阻燃涂层、阻燃填料和微胶囊化阻燃剂等阻燃体系下硅橡胶复合材料的阻燃研究现状,总结了不同阻燃剂的阻燃机理,并且给出了其今后的改进方法,最后对硅橡胶复合材料阻燃研究的发展做了展望。     

新型大分子磷氮阻燃剂的合成及其在阻燃聚碳酸酯中的应用

以苯基膦酰二氯和哌嗪为原料合成了一种新型大分子含磷氮阻燃剂——聚苯基磷酰哌嗪(1),其结构经1H NMR,31P NMR和IR表征。对阻燃聚碳酸酯(2)的极限氧指数(LOI)测试结果表明:添加7%的1时,2的LOI值为34.8%。     

Fire Retardancy of Aluminum Hydroxide Reinforced Flame Retardant Modified Epoxy Resin Composite

A novel phosphorous containing flame retardant epoxy resin is synthesized by modifying the epoxy resin initially with phosphoric acid and further with aluminum hydroxide (ATH) to enhance the fire retardancy of the modified epoxy resin. The several phosphorous modified epoxy resin to ATH mass ratios were used to study the effect of ATH addition on epoxy. Thermal and mechanical properties. The structure of the modified flame retardant epoxy resin was characterized using Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR) while thermal degradation behavior and flame retardant properties were examined using thermo-gravimetric analysis (TGA) and UL-94 testing. Furthermore, ultimate tensile strength and young modulus were analyzed to study the effect of ATH addition on mechanical properties. The findings indicated that fire retardancy of ATH reinforced modified ep oxy resin is higher than virgin and phosphorous modified epoxy resin and depicted eminent flame retardant properties with suitable mechanical properties.