聚氯乙烯(PVC)的阻燃与抑烟研究进展

综述了无机阻燃剂对聚氯乙烯(PVC)阻燃和抑烟性能的影响,对阻燃剂和抑烟剂作了分类介绍。重点介绍了金属氢氧化物、锑系、硼系、锡系、红磷和含锌化合物等阻燃剂,对各体系进行了比较,指出各体系的阻燃机理、添加量、以及常用的改进方法。介绍了水滑石、沸石、蒙脱土等新型无机阻燃剂,这些阻燃剂在PVC的应用中具有潜在的优势,具有添加量少、阻燃效率高的优点。阻燃剂与抑烟剂的超细化、活性化、复合化是PVC阻燃与抑烟改性的发展方向。     

纳米LDH对环氧树脂燃烧的抑烟作用

水滑石;阻燃;纳米LDH对环氧树脂燃烧的抑烟作用     

含改性硅微粉硅橡胶阻燃抑烟研究

为进一步提升硅橡胶(SR)的阻燃性能,利用硅烷偶联剂对硅微粉(SF)进行表面改性,以改性后的SF为阻燃剂,制备出SR样品。通过扫描电子显微镜(SEM)对改性前后SF表面形貌进行表征,通过极限氧指数(LOI)、水平垂直测试、锥形量热仪(CCT)、烟密度测试(SDT)等手段研究SR复合材料力学性能、阻燃性能、抑烟性能。研究表明:添加相同质量的SF和改性SF时,含改性SF的SR力学性能明显提升。其中,含21%(wt)改性SF/SR复合材料的力学、阻燃性能综合最佳。与纯SR相比,改性SF/SR复合材料的LOI增加了15%,热释放速率峰值降低86%,火灾增长指数降低了58%,最大烟密度降低43%。     

不同层状双氢氧化物对有机硅泡沫阻燃抑烟与力学性能的影响研究

有机硅泡沫(SiF)含大量可燃有机侧链,在燃烧时伴随严重烟毒气体释放,对其进行阻燃抑烟改性十分重要。为了探究不同层状双氢氧化物(LDH)对SiF阻燃抑烟性能的影响差异,本文制备了两种金属元素组成不同的纳米LDH,并将其作为阻燃抑烟改性剂以及增强填料加入到SiF中。发现不同金属元素组成的MgAl-LDH和MgFe-LDH对SiF燃烧行为的影响截然不同。SiF/1MgAl-LDH的LOI值为29.6%,通过UL-94 V-0级,最大烟产生速率(pSPR)值降低42.4%;而SiF/1MgFe-LDH的LOI值为26.6%,无法通过UL-94测试,且pSPR值升高82.7%。以上结果归结于两者在高温条件下生成的金属氧化物对SiF的裂解过程影响不同,其中MgO/MgAl₂O₄对SiF的热分解起抑制作用,而MgO/MgFe₂O₄却对SiF的热分解起促进作用。另外,添加1份LDH均可以显著提升SiF的强韧性,包括压缩强度、拉伸强度以及拉伸断裂伸长率。     

苯酰亚胺结构对PET阻燃抗熔滴及抑烟的贡献

通过本体聚合方法合成了一系列侧链含苯酰亚胺结构的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)共聚酯.研究发现,苯酰亚胺单元的引入不仅提高了共聚酯的玻璃化转变温度(T_g)和高温成炭性,并且大大降低了共聚酯高温下的热分解速率.随着苯酰亚胺含量的增加,共聚酯表现出更高的氧指数(LOI)值和更好的阻燃抗熔滴效果.锥形量热测试结果表明,苯酰亚胺结构的引入可以有效地降低共聚酯的峰值热释放速率(p-HRR)、峰值烟释放速率(p-RSR)和总烟释放量(TSR).通过对纯PET和共聚酯燃烧测试后残炭的结构和形貌分析,发现苯酰亚胺结构有助于共聚酯形成石墨化程度更高的致密炭层,这些炭层起到隔热隔氧和抑制有机可燃烟气挥发的作用,在不引入传统阻燃剂的情况下,赋予共聚酯很好的本征阻燃性及抑烟性.     

苯基膦酸铈与十溴二苯醚在玻璃纤维增强聚对苯二甲酸乙二酯中的协同阻燃抑烟机理

采用熔融共混法制备了玻璃纤维增强聚对苯二甲酸乙二酯(PET-GF)/十溴二苯醚(DBDPO)/苯基膦酸铈(CeHPP)复合材料, 通过锥型量热仪(Cone)对复合材料的燃烧行为进行综合分析, 采用热失重-红外联用(TG-FTIR)分析了复合材料热降解过程中气体的释放量和主要成分, 并使用扫描电子显微镜(SEM)、 能量色散X射线光谱仪(EDX)和X射线光电子能谱(XPS)对复合材料燃烧后的残炭形貌、 残炭所含元素及含量等进行表征. 实验结果表明, 当CeHPP与DBDPO两者复配使用时, PET-GF/DBDPO/CeHPP复合材料的热解过程受到抑制, 凝聚相的燃烧减缓, 材料总的热分解量降低, 烟气释放量明显减小. 这主要是由于CeHPP在燃烧过程中形成了连续致密的残炭, 分布于基材和玻璃纤维表面, 将部分DBDPO及其分解产物滞留于凝聚相, 从而实现了气相-凝聚相双重阻燃作用, 有效阻隔了挥发性气体产物的释放.     

MgAlZnFe-CO3 LDHs对PBS膨胀阻燃体系性能的影响

采用恒定pH值共沉淀法在自制反应器中合成了不同原料配比的碳酸根型镁铝锌铁层状双羟基金属氧化物（MgAlZnFe-CO₃ LDHs）,并通过熔融共混MgAlZnFe-CO₃ LDHs、聚磷酸铵（APP）、三聚氰胺（MA）和全降解材料聚丁二酸丁二醇酯（PBS）制备出PBS膨胀阻燃材料. 采用傅里叶红外光谱（FTIR）、热失重（TG）、X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）及元素分析（ICP）对MgAlZnFe-CO₃ LDHs进行了表征,并对PBS膨胀体系进行了力学性能和阻燃性能等测试. 结果表明,当Mg²⁺,Zn²⁺,Al³⁺和Fe³⁺的摩尔比为9：3：3：1时,合成的MgAlZnFe-CO₃ LDHs热稳定性最好,晶态结构规整,呈形貌规则的六边形片状;当MgAlZnFe-CO₃ LDHs的添加质量分数为1%时（阻燃剂的总添加质量分数为20%）时,PBS膨胀阻燃体系的极限氧指数（LOI）达到35%,垂直燃烧测试达到UL-94 V-0级别,力学性能得到较大改善. 实验结果表明,低添加量的MgAlZnFe-CO₃ LDHs与膨胀阻燃剂（IFR）协效阻燃PBS,一方面能够改善膨胀阻燃剂恶化PBS力学性能的现象,另一方面协同效应能够明显提高PBS的阻燃性能.     

Ni-P-Zn3(PO4)2(ZnSnO3、ZnSiO3)纳米复合化学镀层性质和组成的研究

研究了温度、时间、浓度等对Ａ３钢片上Ｎi-P-Zn3(PO4)2、Ni-P-ZnSnO3和Ｎi-P-ZiSiO3纳米复合合化学镀层外貌的影响,用扫描电子显微镜（ＳＥＭ）观察外貌、称重法测定厚度;通过１０％ＮaCl溶液、１％Ｈ２Ｓ气体加速腐蚀试验,１０％ＣuSO4溶液点滴试验等多种手段测定其耐腐蚀性能,用Ｘ－射线光电子谱（ＸＰＳ）及俄歇电子能谱（ＳＥＳ）测定其价态组成,结果表明：在最佳施镀条件下,可得光亮、致密、耐腐蚀性强于Ａ３钢、磷化膜及Ｎi-P镀层的纳米复合化学镀层,镀层的原子百分组成约为（％）：Ｎi-P-Zn3(PO4)2:Ni70.00,P12.47,Zn3(PO4)213.93,C3.6;Ni-P-ZnSnO3;Ni77.56,P10.00,ZnSnO39.84,C2.6;Ni-P-NiSiO3,Ni83.00,P10.96,ZnSi5.15,C0.89.     

水性聚氨酯阻燃纳米复合材料的Click反应制备及性能

以4,4'-二羟甲基-1,4-庚二炔功能单体作为扩链剂制备了端炔基功能化聚氨酯, 与叠氮基改性纳米蒙脱土(MMT-N₃)、 纳米氢氧化铝(ATH-N₃)和纳米氢氧化镁(MH-N₃)通过Click反应制备了水性聚氨酯(WPU)阻燃纳米复合材料. 采用红外光谱(FTIR)、 核磁氢谱(¹H NMR)和扫描电子显微镜(SEM)对WPU阻燃纳米复合材料的结构进行了表征, 对比研究了纳米阻燃剂配比和制备方法对WPU阻燃纳米复合材料的氧指数、 动态燃烧行为和热稳定性的影响. 阻燃性能研究结果表明, 当MMT-N₃, MH-N₃和ATH-N₃的质量分数分别为7%, 2%和1%时, 采用Click反应制备的复合材料的氧指数比纯WPU高7%, 点燃时间从10 s延长到29 s, 峰值热释放速率和烟释放速率分别降低了41%和42%. 热失重分析结果表明, 当MMT-N₃质量分数为10%时, 与WPU相比, 采用Click反应制备的MMT/WPU复合材料在热失重50%时的温度提高了21 ℃. 复合材料断面和燃烧后残渣的SEM分析证明在聚合物基体中Click反应是分散纳米材料的一种有效方法.     

偏锡酸锌纳米微粒的水热法制备及其对甲基橙降解的光催化性能

以醋酸锌和氯化锡为原料,以聚甲基丙烯酸钠(PMA)为表面活性剂,利用水热法合成了偏锡酸锌(ZnSnO3)纳米微粒;采用X射线衍射仪、傅立叶变换红外光谱仪、扫描电镜等分析了ZnSnO3纳米微粒的晶相、表面组成、形貌;并测定了ZnSnO3纳米微粒对甲基橙溶液的光催化降解性能.结果表明,所得ZnSnO3纳米微粒粒径约为20nm,表面存在羧基;其对pH=2的甲基橙溶液的光催化降解效果较好,甲基橙的初始浓度越低,降解效果越明显;随着催化剂用量的增加,降解效率逐渐增大.此外,循环催化试验结果表明ZnSnO3纳米微粒具有较好的催化稳定性.     

膨胀型阻燃UPR复合材料的阻燃及抑烟性能

将叶蜡石(PYR)与膨胀型阻燃剂[IFR,聚磷酸铵(APP)/季戊四醇(PER)/三聚氰胺(Mel))复配],应用于不饱和聚酯树脂(UPR),得到膨胀型阻燃UPR复合材料。通过氧指数(LOI)、垂直燃烧(UL94)、烟密度等级(SDR)、热分析(DSC-TG)对阻燃复合材料的阻燃、抑烟及热稳定性能进行了研究。结果表明:在该膨胀型复配阻燃体系中,叶蜡石与IFR存在明显的协效作用,在mPYR∶mAPP∶mPER∶mMel=4∶2∶1∶1,复合阻燃剂的含量为40%的情况下,LOI高达36.4,阻燃级别为UL94 V-0级,SDR为62.95,满足国家对B1级电器类热固性塑料的使用要求。     

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.     

Flame Retardant and Smoke Suppressant of Fe‐Organophilic Montmorillonite in Polyvinyl Chloride Nanocomposites

Two kinds of polyvinyl chloride (PVC)/organophilic montmorillonite (OMT) nanocomposites are prepared by a melt intercalation method. This study has been designed to determine if the presence of iron and zinc ions in the structure of montmorillonite (MMT) lattice can affect thermal, flame retardant and smoke suppressant properties. The information about the morphological structure of PVC/OMT nanocomposites was obtained using X-ray diffraction and transmission electron microscopy. The thermal and flame retardant properties of the nanocomposites were characterized by thermogravimetric analysis, limiting oxygen index and smoke density. The nanocomposites based on Fe-OMT exhibit better thermal, flame retardant properties and lower degradation degree than those of pure PVC. The degradation mechanism was studied by pyrolysis, gas chromatography and mass spectrometry (Py-GC-MS).     

The Effect of Hydrotalcite and Zinc Oxide on Smoke Suppression of Commercial Rigid PVC

To reduce the smoke release of poly(vinyl chloride) (PVC) during burning, layered double hydroxides (LDHs) and zinc oxide (ZnO) powders were used to modify the polymer. The results indicated that the addition of LDHs‐ZnO had a significant effect on smoke suppression. The limiting oxygen index (LOI) reached a maximum value and the smoke density rank (SDR) exhibited a minimum value when the weight percentages of LDHs and ZnO in PVC were 3% and 2%, respectively. Thermal stabilities of the modified PVC and degradation products were investigated by means of thermogravimetry and pyrolysis‐gas chromatography‐mass spectra (Py‐GC‐MS). The LDHs‐ZnO obviously accelerated the decomposition of PVC to release hydrogen chloride, and the decomposed PVC consequently produced the trans‐conjugated polyene sequences, which easily formed crosslinked structures. However, a cyclization reaction in PVC chain without the additives produced aromatic compounds such as benzene, toluene, and naphthalene at 350°C. Even though, an amount of aromatic compounds was released from the PVC modified with LDHs‐ZnO at the temperature of 600°C, the content of the decomposed products is relatively lower compared to unmodified PVC.     

含氢氧化镁的阻燃硅烷交联聚乙烯

在硅烷交联聚乙烯体系中 ,添加氢氧化镁阻燃剂制备无卤阻燃的硅烷交联聚乙烯。详细讨论了硅烷和氢氧化镁用量对材料力学性能及阻燃性能的影响。采用了拉伸性能试验、氧指数试验和锥形量热计试验对交联物的性能进行了表征。     

洗涤时pH值对纳米级β-Ni(OH)2的团聚程度和电化学性能的影响（英文）

Nano-scale nickel hydroxide was prepared by precipitate transformation method in the paper. Effect of rinse pH on the agglomeration degree and electrochemical performance of nano-scale Ni (OH)2 was investigated. The measurement results of XRD and TEM indicate that the prepared nano-scale Ni (OH)2 is β (II)-phase, the grain size is in the rang of 10 ～ 50nm, and rinse pH exerts a great influence on the agglomeration degree of nano-scale Ni(OH) 2.The agglomeration of material becomes very obvious when rinse pH = 11, and the density of nano-scale Ni(OH)2 is enhanced obviously. Cyclic voltammetry(CV) and simulate cells experiment show that nano-scale Ni(OH)2 with suitable agglomeration degree have better electrochemical CV performance than those with ideal disperse Ni (OH)2and micron Ni(OH)2, and its proton diffusion coefficient is also the highest. It can elevate the discharge potential platform and prolongs discharge time, so the utilization ratio of Ni (OH)2 is raised.``     

Co(OH)2和Ni粉对氢氧化镍电极性能的影响

电池;Co(OH)2和Ni粉对氢氧化镍电极性能的影响