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。     

阻燃剂的复配协效技术及纺织品的阻燃整理

环保型纺织品阻燃剂对人体和环境危害较小,符合绿色发展的理念.传统的阻燃剂如卤素阻燃剂阻燃效率较高,但在使用时会释放大量有毒及腐蚀性气体.氮系、磷系、硼系、硅系等阻燃剂在单独使用时,阻燃效果并不理想,而且成本高,因此需与其它阻燃剂复配协效使用才能达到阻燃效果.复配协效技术避免了使用单一阻燃剂的缺陷,综合了各种阻燃剂的优势...     

无机阻燃剂协同阻燃聚合物研究进展

无机阻燃剂协同阻燃体系可降低阻燃剂用量,增强阻燃效果,提高聚合物的耐热性能、加工性能和机械性能,已成为阻燃技术一个重要发展方向。本文综述了无机阻燃剂间的协同阻燃体系在不同聚合物阻燃中的研究进展,对单一阻燃剂和协同阻燃体系的阻燃作用机理、阻燃性能进行了分析总结,着重阐述了铝-镁系和可膨胀石墨等协同阻燃体系,指出各体系的阻燃机理、复配比例、添加量以及协同阻燃效应,并展望了无机阻燃剂协同阻燃体系的发展趋势。     

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。     

聚丙烯/阻燃剂填充聚丙烯交替层状复合材料的阻燃及力学性能研究

利用微层共挤出技术制备得到不同层数(2、4、16和64层)的聚丙烯(PP)/阻燃剂(IFR)填充PP(PPFR)交替层状复合材料,研究了层数改变对复合材料阻燃和力学性能的影响.偏光显微镜观察发现,PP层与PPFR层沿层状样品的厚度方向交替排布,层界面则随着层数的增加而增多.非等温结晶测试结果显示,界面的增多使更多的IFR可以分布在层界面附近,使整个层状复合体系表现出越来越接近传统IFR填充体系的异相成核结晶行为,表明IFR的分布可以通过层数的调节进行调控.垂直燃烧、极限氧指数(LOI)以及微型量热测试结果表明,层数提高可以有效提高复合体系自熄能力,显著降低热释放速率.与2层试样相比,64层试样的LOI从19.5提高到了25.而拉伸性能测试结果显示,随着层数增加,复合材料的拉伸强度变化较小,但断裂伸长率显著提高.     

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。     

耐高温杂化阻燃剂/改性红磷阻燃半芳香尼龙的研究

将自制的耐高温勃姆石@苯基次膦酸铝杂化阻燃剂(BM@Al-PPi)与市售改性红磷(MRP)复配制得一种可用于半芳香尼龙PA6T/DT(HTN)的耐高温高效阻燃体系.保持阻燃剂15 wt%的总添加量不变时,MRP的添加量仅为5 wt%即可赋予HTN垂直燃烧V-0级别,极限氧指数为29.8%.锥形量热测试及其燃烧残余物研究表明,MRP阻燃HTN材料以气相阻燃作用为主,抑制热释放效果不佳且烟释放明显增加;而BM@Al-PPi的凝聚相交联成炭作用可同时抑制热释放与烟释放.结合裂解气相色谱质谱联用(Py-GC-MS)分析,给出了HTN/BM@Al-PPi/MRP体系的阻燃机理.BM@Al-PPi与MRP结合使得残炭质量显著提高,同时兼具气相作用,达到了较好的阻燃效果.     

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.     

OMMT-NC-膨胀型阻燃剂三元协同阻燃LLDPE的效果

采用有机蒙脱土(OMMT)和碳酸镍(NC)为阻燃协效剂,与膨胀型阻燃剂(IFR)三元体系协同阻燃线性低密度聚乙烯(LLDPE).采用热重分析(TGA)、氧指数(LOI)测试、UL-94燃烧测试和锥形量热测试(CONE)研究了LLDPE阻燃体系的热稳定性和燃烧性能;采用红外光谱分析(FT-IR)、数码相机和扫描电子显微镜(SEM)对燃烧残余物的结构和形貌进行了分析.结果表明:固定mnLLDPE/mIFR=7/3,当moMMT/m(LLDPE+IFR)=0.04时,阻燃体系的LOI为31.5％,通过UL-94 V-0级测试,LLDPE-IFR-OMMT的残炭率为15.09％,最大热释放速率(PHRR)相比于纯LLDPE降低了50％;向LLDPE-IFR-OMMT体系中添加NC,少量的NC就能显著增加体系的阻燃性能,当mNC/m(LLDPE+IFR)=0.02时,阻燃体系的LOI为32.7％,LLDPE-IFR-OMMT-NC的残炭率达到19.04％,PHRR相比于纯LLDPE降低了57％.OMMT和NC的加入能催化LLDPE-IFR成炭,形成致密的炭层,增加炭层的强度,从而提高复合材料的阻燃性能.     

绿色环保型氢氧化镁阻燃剂

介绍了阻燃剂的种类和发展趋势,并重点介绍了氢氧化镁阻燃剂的阻燃机理、特点、应用和发展。指出氢氧化镁阻燃剂是一种新型的、对环境友好的无机阻燃剂。     

Effects of Graphene Nanoplatelets on Mechanical and Fire Performance of Flax Polypropylene Composites with Intumescent Flame Retardant

The integration of intumescent flame-retardant (IFR) additives in natural fiber-based polymer composites enhances the fire-retardant properties, but it generally has a detrimental effect on the mechanical properties, such as tensile and flexural strengths. In this work, the feasibility of graphene as a reinforcement additive and as an effective synergist for IFR-based flax-polypropylene (PP) composites was investigated. Noticeable improvements in tensile and flexural properties were achieved with the addition of graphene nanoplatelets (GNP) in the composites. Furthermore, better char-forming ability of GNP in combination with IFR was observed, suppressing HRR curves and thus, lowering the total heat release (THR). Thermogravimetric analysis (TGA) detected a reduction in the decomposition rate due to strong interfacial bonding between GNP and PP, whereas the maximum decomposition rate was observed to occur at a higher temperature. The saturation point for the IFR additive along with GNP has also been highlighted in this study. A safe and effective method of graphene encapsulation within PP using the fume-hood set-up was achieved. Finally, the effect of flame retardant on the flax–PP composite has been simulated using Fire Dynamics Simulator.     

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。     

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。     

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.     

新型单组分磷-氮膨胀型阻燃剂的合成及其阻燃性能

以氯化螺环磷酸酯(1)和对甲苯胺(2)为原料,经亲核取代反应合成了三源一体的新型单分子磷-氮膨胀型阻燃剂——季戊四醇螺环磷酰对甲苯胺(3),其结构经1H NMR和IR表征。考察了溶剂、原料配比、反应温度、反应时间和缚酸剂对3产率的影响。合成3的最佳反应条件为:乙腈为溶剂,三乙胺为缚酸剂,1 10mmol,n(1)∶n(2)=1∶3,于80℃反应4 h,产率79.3%。阻燃性能研究结果表明,3的初始分解温度为220℃,500℃成炭率达43.3%。     

咔唑-磷酸酯阻燃剂的合成及阻燃聚碳酸酯应用

聚碳酸酯作为一种重要的有机高分子材料,被广泛应用于汽车装饰、电子电器和生活日用品生产中,由于聚碳酸酯自身阻燃性能级别低,因此在实际应用中必须进行阻燃处理.本文针对聚碳酸酯的阻燃需求,设计合成了结构新颖的咔唑-磷酸酯阻燃剂,测试结果显示该阻燃剂具有良好的阻燃性能,能够作为聚碳酸酯阻燃材料使用.     

A Bridge-Linked Phosphorus-Containing Flame Retardant for Endowing Vinyl Ester Resin with Low Fire Hazard

The high flammability of vinyl ester resin (VE) significantly limits its widespread application in the fields of electronics and aerospace. A new phosphorus-based flame retardant 6,6’-(1-phenylethane-1,2 diyl) bis (dibenzo[c,e][1,2]oxaphosphinine 6-oxide) (PBDOO), was synthesized using 9,10-dihydro-9-oxa-10-phosphaphenanthrene-10-oxide (DOPO) and acetophenone. The synthesized PBDOO was further incorporated with VE to form the VE/PBDOO composites, which displayed an improved flame retardancy with higher thermal stability. The structure of PBDOO was investigated using Fourier transformed infrared spectrometry (FTIR) and nuclear magnetic resonances (NMR). The thermal stability and flame retardancy of VE/PBDOO composites were investigated by thermogravimetric analysis (TGA), vertical burn test (UL-94), limiting oxygen index (LOI), and cone calorimetry. The impacts of PBDOO weight percentage (wt%) on the flame-retardant properties of the formed VE/PBDOO composites were also examined. When applying 15 wt% PBDOO, the formed VE composites can meet the UL-94 V-0 rating with a high LOI value of 31.5%. The peak heat release rate (PHRR) and the total heat release (THR) of VE loaded 15 wt% of PBDOO decreased by 76.71% and 40.63%, respectively, compared with that of untreated VE. In addition, the flame-retardant mechanism of PBDOO was proposed by analyzing pyrolysis behavior and residual carbon of VE/PBDOO composites. This work is expected to provide an efficient method to enhance the fire safety of VE.