阻燃玻纤增强尼龙66的制备及性能研究

研究了用环保型阻燃剂溴化聚苯乙烯(PBS)、三氧化二锑(Sb2O3)、玻璃纤维(GF)以及功能助剂通过双螺杆挤出机制备出27%(wt)玻纤含量的高性能环保型阻燃增强尼龙66(PA66)复合材料。DSC和TGA结果表明,玻纤和阻燃剂等填料阻碍PA66结晶过程中分子链段的运动,降低其结晶能力,同时降低了复合材料的热稳定性;SEM结果表明复合材料各组分之间的界面粘结力较强,填料在基体中的分散性较好;力学和阻燃性能测试结果表明,与PA66相比,复合材料的拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量分别提高了100%、110%和250%,阻燃性能达到V-0级(0.8 mm)。     

原位聚合玻纤-尼龙6热塑性复合材料的研究

研究了己内酰胺开环聚合反应,确定了适用于RTM方法原位制备玻纤织物增强热塑性复合材料的工艺。结果表明:表面处理可抑制玻纤对单体的阻聚作用,使单体转化率达97%,尼龙6的分子量大于3.0×105;制备的玻纤方格布增强尼龙6复合材料的力学性能比纯尼龙6有显著提高。SEM分析表明复合材料有着良好的界面连接。     

氧化淀粉/聚磷酸铵协同增强聚丙烯的阻燃性能

使用氧化淀粉（OS）作为碳化剂,并将其引入聚磷酸铵（APP）阻燃体系以提升聚丙烯（PP）的防火安全性能。锥形量热测试表明OS的引入可以有效增强APP阻燃体系的阻燃效率,有效抑制了PP复合材料燃烧过程中的热量、烟雾和有害气体的释放。对阻燃机理进行探究表明OS的引入有效提高了残炭量的生成,并随着OS添加量的增加可以生成更高质量的炭层,高质量的炭层有效隔绝了可燃气体和氧气的传递,以达到保护内部基质的作用。     

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。     

尼龙66/SiO2纳米微粒复合材料的结晶行为

采用双螺杆熔融共混法制备了尼龙66/S iO2纳米微粒复合材料,用X射线衍射法和示差扫描量热法比较了干态和湿态两种制备条件下复合材料的结晶行为;并用修正的Avram i方程的Jeziorny法研究了纳米复合材料的非等温结晶动力学行为.     

反应性挤出加工制备无卤阻燃高分子材料

聚合物反应性加工集聚合物加工与化学反应为一体,以聚合物加工装置为反应器,通过聚合物加工过程中的化学反应形成新物质和新结构,实现高分子材料的高性能化和功能化,是高分子材料科学的研究前沿之一.本文简要介绍了我们研究小组近年来采用反应性挤出加工制备高性能无卤阻燃高分子材料方面的研究进展.利用反应性挤出加工剪切力强、温度可控以及易于传质传热的特点实现了常规方法难以合成的高黏阻燃剂三聚氰胺磷酸盐季戊四醇酯（MPP）和三聚氰胺氰尿酸（MCA）的高效合成,制备了综合性能优良的聚丙烯/MPP、尼龙6/MCA等无卤阻燃高分子材料.研究所涉及的化学和物理方法,为聚合物无卤阻燃提供了高效、经济、环保和易于工业化的新技术,并拓宽了聚合物反应性加工的应用领域.     

尼龙66/蒙脱土复合材料结晶行为的研究

在密炼机中采用熔融共混法制备蒙脱土重量分数为 2 5 %、4 5 %的尼龙 6 6 /蒙脱土复合材料 .通过DSC法对非等温结晶行为及在 2 2 8～ 2 4 0℃范围内的等温结晶行为进行研究 ,并与纯尼龙 6 6进行比较 .从其等温和非等温结晶行为的研究表明 ,蒙脱土起成核剂的作用 ,它的填入使尼龙 6 6结晶速率提高 ,但填料与基体间的相互作用使其链段运动困难 ,结晶活化能提高 ;在研究的填料含量变化范围内 ,结晶行为变化不大 ,并且找到该复合材料在 2 2 8～ 2 34℃范围结晶对温度的不敏感区 ;对非等温结晶过程分析 ,刘结平 莫志深方程是适用的 ,而Ozawa方程则是不适用的 .     

三聚氰胺聚磷酸盐/季戊四醇配比、协效剂组及表面改性对聚丙烯基木塑复合材料的膨胀阻燃影响

通过极限氧指数(LOI)、线性燃烧速率(LBR)、热重分析和锥形量热分析等技术手段研究膨胀型阻燃剂(IFRs)中三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)和季戊四醇(PER)的质量比、组成为m(MgO):m(可膨胀石墨,EG):m(SiO₂)=1:5:5的协效剂组(MgO/EG/SiO₂)和硅烷偶联剂(KH550)对聚丙烯基木塑复合材料(WPC)阻燃性能的影响。 结果表明,当IFRs中m(MPP):m(PER)=23:2(IFRs-M1)、质量分数为25%时的阻燃性能最佳,膨胀阻燃复合材料WPC/IFRs-M1的LOI和LBR分别为27.1%和3.89 mm/min,较未添加的WPC分别提高48.1%和下降89.79%,燃烧时的热释放速率、总热释放量、总烟释放量和CO₂释放量分别降低了76.2%、50.1%、6.9%和65.4%,600 ℃时的残炭率提高了498.3%。 协效剂组和KH550表面处理均可进一步改善WPC/IFRs-M1的阻燃性能,均对IFRs-M1具有良好的阻燃增效作用。 相比于WPC/IFRs-M1,同时用这两种阻燃增效手段的WPC/IFRs-M1/MgO/EG/SiO₂/KH550,其LOI提高了3.7%,LBR降低了20.3%;材料的热稳定性明显提高,热失重降低;燃烧时的热释放速率、总热释放量、总烟释放量和CO₂释放量分别降低了36.5%、37.6%、57.5%和33.33%,600 ℃时的残炭率提高了84.02%,显示出二者更好的协同效应。     

相容剂对长玻纤增强聚苯乙烯复合材料性能的影响

采用熔体浸渍工艺制备一系列不同含量的长玻纤增强聚苯乙烯复合材料,以聚苯乙烯作为基体,苯乙烯接枝马来酸酐作为相容剂,热塑性弹性体聚氨酯作为增韧剂.研究了不同相容剂用量对长玻璃纤维增强聚苯乙烯复合材料性能的影响.结果表明,随着相容剂含量的增加,长玻璃纤维增强聚苯乙烯复合材料的储能模量呈现先增大后降低的趋势,这预言复合材料的力学性能变化趋势为先增加后减小,长玻璃纤维增强聚苯乙烯复合材料的损耗因子呈先减小后增加,这表明复合材料的相容性是先增加后减小;对长玻纤增强聚苯乙烯复合材料的形态分析得出,添加相容剂后的玻璃纤维表面包覆了一层树脂,并且分析了相容性机理;另外对长玻纤增强复合材料的力学性能进行了测试.     

kevlar纤维增强尼龙6复合材料的力学性能

对Kevlar纤维进行了改性,使其成为己内酰胺阴离子开环聚合的活性中心,采用阴离子接枝法在Kevlar纤维(KF)表面接枝尼龙6低聚物,并与基体尼龙6混合,用挤出和注塑方式制备了尼龙6/改性Kevlar纤维(PA6/KF1)复合材料。ESEM和XPS分析表明,Kevlar纤维表面接枝上了尼龙6低聚物。比较了尼龙6/未改性Kevlar纤维(PA6/KF0)和PA6/KF1复合材料的力学性能及破坏形态,同时探讨了其破坏机理。结果表明,接枝尼龙6的KF1增强了KF与尼龙6复合材料界面的相互作用,拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量分别提高了20.69%、12.26%和14.23%,但冲击强度降低了8.2%;当复合材料被破坏时,未改性纤维表面只粘附有少量的树脂尼龙6,而改性纤维的表面有较多的树脂包覆层,呈部分非界面脱粘破坏,具有良好的界面结合能力。     

Effect of boron containing materials on flammability and thermal degradation of polyamide‐6 composites containing melamine cyanurate

Three different boron containing materials, zinc borate (ZnB), borophosphate (BPO₄), and boron and silicon containing oligomer (BSi), were used to improve the flame retardancy of melamine cyanurate (MC) in a polyamide‐6 (PA‐6) matrix. The combustion and thermal degradation characteristics were investigated using limiting oxygen index (LOI), UL‐94 standard, thermogravimetric analysis‐Fourier transform infrared spectroscopy (TGA‐FTIR), differential scanning calorimeter (DSC), and scanning electron microscopy (SEM). All the three boron compounds showed no synergistic effect with MC, and only BPO₄ at high loadings showed comparable LOI values by increasing the dripping rate. For ZnB and BSi glassy film and char formation decreases the dripping rate and sublimation of melamine and give rise to low LOI. According to TGA‐FTIR results, addition of boron compounds does not alter the gaseous product distribution of both MC and PA‐6. The addition of boron compounds affects flame retardancy through physical means. It was noted from the TGA data that boron compounds reduced the decomposition temperature of both MC and PA‐6, also affecting the flame retardancy negatively by premature degradation of MC at low temperatures. Copyright © 2009 John Wiley & Sons, Ltd.     

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。     

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.     

不饱和聚酯/玻璃纤维复合材料的研究

综述了国内外近年来不饱和聚酯(UPR)/玻璃纤维复合材料的研究与开发的进展,包括不饱和聚酯用量对不饱和聚酯/玻璃纤维复合材料介电性能的影响,光和高能辐射对玻璃纤维/不饱和聚酯树脂复合材料老化性能的影响。重点介绍了不饱和聚酯组成、界面改性、防收缩剂和玻璃纤维分布对玻璃纤维/不饱和聚酯树脂复合材料性能的影响。     

Preparation of Long Glass Fiber Reinforced Poly(butylene terephthalate) Composites with Chemical Bonding Interphase

Long glass fiber reinforced poly(butylene terephthalate) composites (LGF/PBT) were prepared by a new process. PBT oligomers with low melt viscosity were impregnated into the reinforcing glass fiber and then grafted to the reinforcing glass fiber surface treated with a silane coupling agent during solid‐state polymerization. The reinforcing glass fiber, after removing ungrafted PBT from LGF/PBT, was investigated with the result showing the presence of a grafted PBT layer on the surface of treated glass fiber. The mechanical properties of the composites were significantly improved owing to the grafting of the PBT macromolecules. The fiber length distribution and fiber arrangement in the injection molded composites were also studied and the results showed that a small amount long glass fiber could be connected at junction points in the composites, which were of benefit to the mechanical properties of the composites.     

三聚氰胺聚磷酸盐阻燃剂的合成与表征

采用硅钨酸为催化剂,在甲醇反应介质中由三聚氰胺与聚磷酸反应制得三聚氰胺聚磷酸盐,用元素分析、IR、XRD、TG与DSC等对其进行了分析和表征,并对其阻燃性能进行了评价。从热分析可知,当温度升至684．8℃时,其热损失残余量为43．52％;在653．5℃时有1明显吸热峰,吸热量为629．5J/g涂覆含三聚氰胺磷酸盐的防火涂料的5层板在模拟实际火灾发生情况下,耐火极限为16min,涂料发泡倍数为50-60倍。     

三聚氰胺磷酸盐阻燃剂的合成及性能表征

以新方法合成了三聚氯胺磷酸盐自膨胀阻燃剂(MP)，其结构经元素分析、XRD，TG，DSC，IR等表征。测定了含MP阻燃材料的阻燃性能，讨论了其阻燃机理及特点。用MP对聚丙烯进行阻燃处理后其氧指数可达27．1；徐覆含MP自膨胀防火涂料的五层板在模拟火灾中的耐火极限达39min，发泡倍数为90倍-100倍。