聚氨酯泡沫无卤阻燃研究进展

聚氨酯泡沫塑料是用量最大的泡沫材料之一,具有低密度、高强度、耐腐蚀、高隔热等优点,广泛应用于防震、减震、软性衬垫材料和建筑隔热保温等多个领域.然而,聚氨酯泡沫高度易燃,燃烧时伴随大量热和有毒烟气释放,对人民生命财产安全造成严重威胁.传统的含卤阻燃由于生物毒性及环境累积性受到严重限制,无卤阻燃已成为聚氨酯泡沫阻燃的发展趋势.本文介绍了聚氨酯泡沫的燃烧特点及阻燃机理,从添加型、反应型和表面后处理的不同阻燃方式阐述了聚氨酯泡沫无卤阻燃的研究进展,并深入分析了这些研究对泡沫阻燃的贡献、作用机理及关键影响因素,最后对聚氨酯泡沫的阻燃研究前景进行了展望,环境友好、高效、高阻燃抑烟、可循环回收是聚氨酯泡沫阻燃未来发展的重要方向.     

无卤阻燃聚丙烯研究进展

综述了目前应用于聚丙烯的铝-镁系阻燃剂、膨胀型阻燃剂、磷系阻燃剂、硅系阻燃剂改善其燃烧性能的研究成果,分析了无卤阻燃剂的加入对聚丙烯阻燃性能、力学性能的影响,总结了无卤阻燃聚丙烯尚待研究的科学技术问题,提出了研究新型无卤阻燃剂和不同阻燃剂复合的协效作用,研制新型表面改性剂和新的表面改性技术,使阻燃剂与聚丙烯有适宜的相容性,构筑适度柔性、结合力强的界面结构,是制备具有优良阻燃性能、力学性能的无卤阻燃聚丙烯努力方向的研究思路.     

无卤磷系阻燃聚合物研究进展

无卤磷系阻燃聚合物燃烧时低烟无毒,对环境污染少,阻燃剂含量较少就能达到好的阻燃效果,且对聚合物材料的各种性能影响甚微,因而无卤磷系阻燃聚合物得到广泛的应用。文中在参考了大量文献的基础上,对无卤磷系阻燃聚合物的合成、结构、性能及应用做了详细的介绍和论述,并展望了无卤磷系阻燃聚合物的发展方向和前景。     

磷杂菲改性腰果酚多元醇的合成及阻燃聚氨酯硬泡性能

采用生物质原料腰果酚和9,10-二氢-9-氧杂-10-膦杂菲-10-氧化物(DOPO)为原料, 合成了一种磷杂菲改性腰果酚多元醇(P-Cardanol-Polyol), 并利用核磁共振氢谱和磷谱对其结构进行了表征. 利用P-Cardanol-Polyol对聚氨酯硬泡(RPUF)进行阻燃改性, 得到一系列阻燃聚氨酯硬泡. 考察了P-Cardanol-Polyol的用量对阻燃聚氨酯硬泡的形貌、 密度、 热导率、 压缩性能、 热稳定性以及阻燃性能的影响. 研究结果表明, P-Cardanol-Polyol对聚氨酯硬泡的密度影响可以忽略不计; 随着P-Cardanol-Polyol的加入, 阻燃聚氨酯硬泡的平均孔径逐渐减小, 热导率也逐渐降低. 未改性聚氨酯硬泡的最大热释放速率和总放热量分别为390 kW/m²和31.9 MJ/m², 阻燃聚氨酯硬泡则降低至340 kW/m²和24.6 MJ/m². 此外, 阻燃聚氨酯硬泡的压缩强度比未改性聚氨酯硬泡提升了约13%. 炭层分析结果表明, P-Cardanol-Polyol能够促进聚氨酯硬泡形成连续致密且具有良好抗热氧化性能的炭层, 有利于减少燃烧过程中可燃性气体的逸出, 从而提升阻燃性能.     

低烟无卤阻燃聚烯烃的研究进展和应用前景

结合近几年来在低烟无卤阻燃聚烯烃研究的系列工作，综述了该领域国内外研究的最新进展，重点论述了聚合物纳米插层化合物、可膨胀石墨体系、硅胶、碳酸钾体系、氢氧化镁和硼酸锌、有机磷系和磷－氮系膨胀型阻燃剂在无卤阻燃聚烯烃中所取得的主要成果，展望了其应用前景。     

软质聚氨酯泡沫塑料用无卤阻燃剂的研究

本文以羟基苯氧膦丙烯酸(CEPP)和三聚氰胺(MA)为原料合成了一种含磷、氮无卤阻燃剂(CMA),采用FT-IR表征了阻燃剂的化学结构,并将该阻燃剂用于软质聚氨酯泡沫(FPUF)的阻燃。用扫描电镜(SEM)研究了阻燃剂的加入对FPUF的形态的影响,通过LO I和垂直燃烧(Cal.117A)测试研究了该阻燃剂对FPUF的阻燃效果。结果表明,CMA可以有效提高FPUF的阻燃性:当CMA的添加量为10%时,FPUF即可通过Cal.117A测试,其LO I值也从17.3提高到23.0;随阻燃剂添加量的增加,FPUF的阻燃性能也逐渐提高。TG测试结果表明CMA的加入对FPUF的热稳定性没有多大影响。     

聚合法制备无卤阻燃尼龙的研究进展

在全球阻燃材料无卤化的推进过程中,氮系、磷系、硅系等阻燃剂以及其复配物受到各国研究人员的广泛关注。利用聚合法(原位聚合法和共聚法)制备阻燃尼龙,可有效解决共混法中常存在的阻燃剂在基体中分散不均匀而导致的材料性能下降的问题。原位聚合法和共聚法是根据阻燃成分在基体中的存在方式而区分的,通常前者以物理均匀分散为主,后者多以化学键结合。本文在不同制备方法的背景下,根据阻燃剂类别进一步细分,综述了用原位聚合法和共聚法制备无卤阻燃尼龙的相关研究,并探讨了该领域中亟待解决的问题及未来发展方向。     

一种无卤阻燃ABS体系的阻燃性能研究

ABS是本世纪40年代发展起来的通用型热塑性材料[1],它有良好的力学性能,耐化学腐蚀、易加工等优点[2-6].     

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。     

硬质聚氨酯泡沫塑料阻燃研究进展

本文阐述了硬质聚氨酯泡沫塑料阻燃研究的必要性和重要性,介绍了硬质聚氨酯泡沫塑料的燃烧过程,概述了阻燃材料的三种作用机理。文中介绍了硬质聚氨酯泡沫塑料的几种常用的添加型阻燃剂,总结了它们各自的阻燃机理、优缺点及研究进展,指出由具有协同作用的阻燃元素构成的复配型阻燃剂是当下研究热点。文中还举例介绍了反应型阻燃剂常用的改性方法以及创新性的思路,最后阐述了硬质聚氨酯泡沫塑料阻燃技术的现状及未来发展趋势。     

EVA基无卤阻燃复合材料的研究进展

分别介绍了采用金属氢氧化物阻燃剂、蒙脱石型阻燃剂、磷系阻燃剂、氮系阻燃剂、膨胀型阻燃剂、有机硅阻燃剂、碱式硫酸镁晶须（MOS）阻燃剂和辐射交联技术制备的无卤阻燃乙烯―乙酸乙烯共聚物（EVA）复合材料的研究开发现状,并展望了无卤阻燃EVA复合材料的发展趋势。     

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。     

新型磷-氮膨胀型阻燃剂的合成及其在硬质聚氨酯泡沫中的应用

以2-笼状季戊四醇磷酸酯-4,6-二氯均三嗪(1)和对氨基苯磺酸钠(2)为原料,经取代反应合成了集炭源、酸源和气源于一体的新型磷-氮膨胀型阻燃剂——2-笼状季戊四醇磷酸酯-4,6-二对氨基苯磺酸钠-均三嗪(3),其结构经1H NMR,31P NMR和IR表征。考察了溶剂、反应时间、物料比和缚酸剂种类对3产率的影响。合成3的最佳反应条件为:以丙酮为溶剂,三乙胺为缚酸剂,1 10 mmol,n(1)∶n(2)=1.0∶2.5,于56℃反应4 h,产率71.0%。阻燃测试结果表明,3在硬质聚氨酯泡沫(Ⅰ)中的添加质量份数为25(即Ⅰ-325)时,氧指数为27.5;垂直燃烧测试结果表明:Ⅰ-325的阻燃级别为V0。     

膨胀型无卤阻燃HIPS热分解动力学及阻燃机理研究

利用动态热失重法(TGA)研究了一种新型的膨胀型无卤阻燃高抗冲聚苯乙烯(HIPS)热降解反应动力学及阻燃机理, 通过对Kissinger模型和Coat-Redern (C-R)模型求解的热降解反应的动力学参数对比, 最终确定反应的动力学参数. 其中, 反应级数n的确定是通过一般反应对Ea/RTmax取值范围的限定, 利用最大热降解速率所对应的失重率αmax与n的关系, 确定其取值. 并采用TGA-FTIR及Py-GC/MS对材料气相产物及热裂解产物进行了阻燃机理的研究. 研究表明, 两种反应的热降解反应动力学参数基本一致, 其中阻燃HIPS的平均表观活化能小于纯HIPS, 说明在HIPS分解之前, 无卤阻燃剂已经开始分解, 释放的难燃气体(氨气及其衍生物、水蒸气等)在气相中起到阻燃的作用. 同时阻燃剂的添加, 促使反应向链转移反应飘移, 使燃烧产物中非单体化合物增加, 而在凝聚相中形成的致密的炭层结构也起到阻燃的效果.     

磷系阻燃环氧电子封装材料研究进展

磷系阻燃环氧树脂具有阻燃效率高、制备成本低、环境危害小等显著优点,成为5G通讯、智能电子和半导体等领域的重要封装材料。基于高效磷系阻燃环氧封装材料的性能要求,介绍了磷系阻燃环氧树脂的种类和阻燃机理,总结了当前磷系阻燃环氧树脂在电子封装领域的应用研究进展并对其未来发展趋势进行了展望,指出本征型(反应型)磷系阻燃环氧树脂存在制备困难、有效磷含量低等问题,需要进一步优化工艺并提升封装体系中的磷含量。相比之下,填充型磷系阻燃环氧树脂的制备工艺简单、阻燃剂种类多、磷含量较高,在电子封装领域应用最为广泛。     

无卤阻燃丙烯腈共聚物的制备及性能

以K₂S₂O₈-NaHSO₃ 氧化还原体系为引发剂, 采用水相沉淀自由基聚合法合成丙烯腈(AN)-醋酸乙烯酯(VAc)无规共聚物[P(AN-co-VAc)], 然后在KOH水溶液中进行P(AN-co-VAc)中VAc单元的选择性水解, 再与磷酸和尿素进行磷酰化反应, 制备无卤阻燃丙烯腈共聚物. 用核磁共振氢谱(¹H NMR)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)、差示扫描量热(DSC)和热重分析(TGA)对聚合物结构及热性能进行表征, 用凝胶渗透色谱(GPC)测定了P(AN-co-VAc)的分子量及其分布, 并利用FTIR和扫描电子显微镜(SEM)对无卤阻燃丙烯腈共聚物的炭残渣进行分析. 结果表明, VAc与AN发生共聚反应, 制得了P(AN-co-VAc), 随着KOH水溶液pH值的增大, P(AN-co-VAc)中VAc单元迅速水解; DSC分析结果表明, 随着共聚物中VAc单元含量的增大, 共聚物的环化放热分解峰值温度(T_p)增大, 当VAc单元的质量分数为25%时, T_p最大值高达328 ℃, 而阻燃丙烯腈共聚物的T_p高达340 ℃; TGA分析结果表明, 阻燃共聚物在800 ℃时的炭残渣量高达55%以上, 远高于P(AN-co-VAc)的41%, 具有良好的成炭性; 炭残渣的FTIR及SEM结果表明, 阻燃丙烯腈共聚物的阻燃属于凝聚相阻燃.     

一种新型无卤阻燃覆铜箔板基板材料的制备

以苯并噁嗪树脂与含磷环氧树脂作基体,外加磷酸酯类阻燃剂,KH平纹玻璃布作增强材料,制备了一种新型无卤阻燃覆铜板,其玻璃化转变温度为160℃,加强耐热性PCT(2p^a水蒸气处理2h后,经288℃浸锡)试验达到385秒,径向弯曲强度为630．6MPa,阻燃性达到UL94V0级。     

环氧树脂中磷系阻燃剂协效体系的研究进展

近年来,出于环保等方面的考虑,一些卤系阻燃剂被逐渐淘汰,磷系阻燃剂作为卤系阻燃剂的替代品备受关注。然而,高效的磷系阻燃剂通常会在提高阻燃性能的同时产生更多的烟雾,因此需要与协效剂搭配使用。本文介绍了磷系阻燃剂在环氧树脂中的阻燃机理,综述了环氧树脂中磷系阻燃剂的协效体系的研究进展,包括无机协效剂、有机协效剂及有机-无机杂化协效剂等,并对环氧树脂体系中磷系阻燃剂的协效体系的未来发展趋势进行了展望。     

水性聚氨酯的高效阻燃研究

本文将一种单螺环咪唑磺酸盐离子液体阻燃剂[Pmim]Tos应用在水性聚氨酯(WPU)中,制备了一系列阻燃水性聚氨酯WPU/[Pmim]Toss。阻燃性能测试结果显示,在仅6 wt%的阻燃剂添加量下,阻燃水性聚氨酯的氧指数(LOI)值达到27.2%,垂直燃烧级别为V-0;其峰值热释放速率(pHRR)、总热释放(THR)、总烟释放(TSR)得到了大幅降低,分别降低了29.0%,48.8%和44.4%。[Pmim]Tos的加入不会破坏阻燃水性聚氨酯的电化学稳定性,热稳定性和透明性;还起到较强的增塑作用,提高材料断裂伸长率。