聚氨酯硬泡无卤阻燃研究进展

首先对聚氨酯分解和燃烧规律的研究进展进行综述,根据文献中聚氨酯在不同条件下的分解规律的研究结果,给出聚氨酯硬泡分解和燃烧过程的一般规律。在此基础上,通过文献报道结合本课题组的研究结果,考察了磷系阻燃剂和功能填料对聚氨酯泡沫燃烧性能,主要包括氧指数、燃烧热释放速率等指标的影响,总结出聚氨酯硬泡体系中磷系阻燃剂的作用机理和规律,以及磷系阻燃剂与功能性填料复合应用的阻燃效果,并进一步提出了聚氨酯硬泡无卤阻燃的实现方案。     

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。     

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.     

反应型无卤阻燃剂N,N’-双(2-羟乙基)磷酸二乙酯的合成及应用

本文以亚磷酸二乙酯和二乙醇胺为原料合成了一种新型反应型无卤阻燃剂N,N’-双(2-羟乙基)磷酸二乙酯(DEHPA),采用红外光谱、核磁氢谱、核磁碳谱以及核磁磷谱表征了其化学结构。利用DEHPA制备了本质阻燃硬质聚氨酯泡沫材料,通过氧指数(LOI)、水平燃烧测试研究了材料的阻燃性能。同时利用热重分析表征了阻燃剂以及泡沫材料的热稳定性。测试结果表明,当DEHPA以30份替代聚醚多元醇时,聚氨酯硬泡LOI值从19.5%提高到23.6%,通过水平燃烧HB级,继续提高阻燃剂添加量,材料阻燃性能进一步提高。热重分析的结果表明DEHPA可以促进聚氨酯硬泡提前分解并具有优良成炭性能。     

空心玻璃微珠对聚氨酯泡沫燃烧和力学性能的影响

通过向聚氨酯发泡体系中添加空心玻璃微珠,制备出空心玻璃微珠聚氨酯三相泡沫.研究了空心玻璃微珠添加量、聚磷酸铵(APP)用量、膨胀阻燃体系(IFR)浓度等因素对聚氨酯泡沫燃烧和力学性能的影响.结果表明,单独添加空心玻璃微珠对聚氨酯泡沫的氧指数和水平燃烧速度影响不大.添加APP或IFR后,空心玻璃微珠聚氨酯三相泡沫的阻燃效...     

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。     

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.     

PP/EVA/OMMT纳米复合材料及其阻燃材料的动态燃烧行为

利用锥形量热仪(CONE)在35kW/m2热辐照条件下,并结合极限氧指数(LOI)和UL-94垂直燃烧测试方法对聚丙烯(PP)/乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)/有机蒙脱土(OMMT)纳米复合材料和加入无卤复配阻燃剂制备的PP/EVA/OMMT/氢氧化铝(ATH)/三氧化二锑(AO)纳米复合阻燃材料的热释放速率、烟释放及材料在燃烧时的质量损失行为进行了研究。结果表明,添加5%(质量分数)OMMT可以提高PP/EVA复合材料的阻燃性能,燃烧时的热释放速率、质量损失率以及烟释放量减少,且OMMT与无卤复配阻燃剂之间可产生阻燃协同作用,使纳米复合阻燃材料的阻燃性能、热稳定性和抑烟性进一步增强。     

可膨胀石墨阻燃高回弹聚氨酯泡沫塑料的性能

在原料中添加可膨胀石墨(EG),采用一步法合成了阻燃型高回弹聚氨酯软泡,研究了EG对泡沫性能的影响.用扫描电镜和光学显微镜观察了EG粒子在泡沫内的固着状态及其对泡孔形貌和泡沫燃烧后的炭层形貌的影响.垂直-水平燃烧实验和极限氧指数实验检测了EG的添加量对于泡沫燃烧的抑制情况.考察了EG粒子的含量对泡沫密度、拉伸及压缩力学...     

膨胀型聚氨酯防火涂料阻燃机理的研究

用自制的新型成炭剂和聚磷酸铵复配作为聚氨酯防火涂料的阻燃体系。采用热失重分析、扫描电镜、红外光谱和元素分析等手段对膨胀型聚氨酯防火涂料的阻燃机理进行了较为深入的研究．     

塑料的阻燃

本文从塑料的燃烧和阻燃,常用阻燃剂和它们的阻燃机理,阻燃和阻燃技术近年来的进展等方面对塑料的阻燃作了综述。作者对塑料阻燃的今后工作提出了一些设想。     

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。     

笼型倍半硅氧烷及其在阻燃聚合物中的应用

笼型倍半硅氧烷(POSS)是一种新型的有机-无机杂化材料,是基于化学键作用形成的分子内杂化结构。由于其独特的分子结构,与聚合物复配后形成的杂化材料不但能够明显改善聚合物基体的力学性能、加工性能和光电性能,同时能够显著提高聚合物的耐热性能和燃烧性能。本文简要综述了POSS单体的结构特点及几种在阻燃聚合物中常用到的带有特种结构官能团POSS的合成方法,分析了POSS的加入对聚合物阻燃机理的影响,重点介绍了近年来POSS在阻燃聚合物中的应用研究进展,并展望了今后的研究方向和重点。     

双酚A双(二苯基)磷酸酯对环氧树脂的阻燃性能

采用双酚A双(二苯基)磷酸酯(BDP)、有机改性蒙脱土(OMMT)和环氧树脂(EP),分别制备了阻燃环氧树脂(BDP-EP)和阻燃纳米材料(BDP-OMMT-EP).利用氧指数、水平垂直燃烧、热重分析以及锥形量热等技术探讨了阻燃材料的阻燃性能和阻燃机理.实验结果证明,BDP-EP和BDP-OMMT-EP的最大热释放速率和平均热释放速率等参数都降低了,但是BDP的阻燃效果优于BDP-OMMT,即BDP和OMMT没有协同阻燃作用.     

PVA纳米填充复合膜阻燃行为进展

聚乙烯醇(PVA)膜具有出色的生物相容性及生物降解性,良好的机械性能以及优异的阻隔性等优点,被广泛用在抗菌抑菌、柔性光电器件、气体阻隔等多个领域。然而,其具有极易被引燃且在燃烧过程中会释放不饱和醛酮类有毒气体等问题,导致在使用过程中产生较大安全隐患,限制了其广泛应用,需要将其制成复合材料以提升其阻燃性能。近年来,无卤纳米阻燃材料在PVA阻燃复合膜中发展较为突出,低负载量的纳米阻燃PVA复合膜即可显著提升阻燃效果。其中阻燃填料不同的微观形貌及不同元素阻燃体系对膜的阻燃效果存在差异。因此,本文依据PVA膜无机类纳米阻燃填料微观形貌及阻燃体系,从二维(金属氢氧化物系、磷系、碳系、陶瓷及黏土体系)和非二维纳米材料概述了PVA复合膜阻燃的发展现状与阻燃机制,并展望了PVA复合膜阻燃的发展趋势。     

改性酚醛成炭剂的制备及其在氢氧化镁/聚酰胺6阻燃体系中的协效阻燃作用

氢氧化镁(MH)是一种重要环保型阻燃剂,针对MH阻燃效率低,添加量大,与树脂相容性差的特点,研制了硼改性酚醛基成炭剂(BPF)用于增强MH的凝聚相阻燃作用,以提高MH的阻燃效率.用XRD、红外、核磁等手段表征了BPF的化学结构.TGA研究表明BPF成炭性优异,750℃时残炭高达61%.阻燃PA6体系中,BPF与MH有显著的协效作用,材料能通过UL94-1.6 mm V0级别.BPF的阻燃增效机理分析表明,BPF燃烧时生成的B2O3可在燃烧材料表面富集形成玻璃态的有效阻隔层,使材料自熄.此外,BPF能显著提高材料加工流动性,具有较好增塑、润滑作用.BPF不会恶化材料力学性能,阻燃材料综合性能优良.     

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。     

碱式硫酸镁晶须阻燃乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的研究

利用极限氧指数、UL-94垂直燃烧试验、锥形量热器、拉伸测试等手段研究了碱式硫酸镁晶须(MOS)填充阻燃乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)的燃烧性能和力学性能,并与氢氧化镁(MH)填充阻燃EVA进行了比较。实验结果表明：MOS是一种性能优良的无卤阻燃剂。当填充量相等时,与EVA／MH相比,EVA／MOS具有更高的极限氧指数和UL-94垂直燃烧级别,更低的热释放速率、有效燃烧热和质量损失速率,以及更高的力学强度。     

石墨烯在聚合物阻燃材料中的应用及作用机理

本文从聚合物基底的阻燃复合材料类别角度出发,详细介绍了石墨烯在不同种类聚合物阻燃材料中的应用现状与作用机理。 包括有:石墨烯/聚乙烯、石墨烯/聚丙烯、石墨烯/聚苯乙烯、石墨烯/环氧树脂、石墨烯/聚氨酯、石墨烯/聚乙烯醇等多种石墨烯/聚合物复合阻燃材料。 同时还介绍了石墨烯基材料在其中所发挥的作用,该综述为发展出新型的石墨烯基/聚合物复合阻燃材料提供了很好的理论支持。     

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.