磷酸酯双三聚氰胺盐阻燃环氧树脂的燃烧性能和阻燃机理

以季戊四醇、三氯氧磷、三聚氰胺为原料合成了[1-氧-4-亚甲基-2,6,7-三氧-1-磷杂双环(2,2,2)辛烷]磷酸酯双三聚氰胺盐阻燃剂,将该阻燃剂加入到环氧树脂中制成阻燃环氧树脂。用TG、SEM、EDS和FT-IR进行表征,并采用极限氧指数法和垂直燃烧法测试材料的燃烧性能,结果表明,极限氧指数和垂直燃烧性能随阻燃剂含量的增加而提高,当阻燃剂含量达到30%时,氧指数达到36,垂直燃烧性能达到V-0级;阻燃剂对材料的成炭量影响不大,但改变了炭层的组成和物理性质,燃烧过程中形成的含有P、O、N的粘性高聚物将炭层连接在一起,起到了隔热、隔氧作用,发挥了凝聚相阻燃作用。此外,阻燃环氧树脂在燃烧过程中有NH3等不燃气体逸出,有效地稀释了气相中的氧气浓度,发挥了气相阻燃作用,对材料的阻燃有协同作用。     

新型侧基含磷共聚酯的合成、表征及性能

以精制对苯二甲酸（TPA）、乙二醇（EG）和含磷反应型阻燃剂9,10-二氢-9-氧杂-10-[2,3-二（2-羟基乙氧基）羰基丙基]-10-磷杂菲-10-氧化物为原料,利用熔融缩聚法合成了含磷量分别为0．35％、0．65％的阻燃聚酯。通过熔融纺丝法将聚酯制成纤维及织物,研究了纤维的染色性能,并通过极限氧指数法和垂直燃烧法研究了织物的阻燃性能。FT-IR和NMR研究结果表明：阻燃共聚酯含磷量为0．35％时,其氧指数（LOI）达31．5％,并无熔滴、烟雾产生,具有优异的阻燃性能和抗熔滴性能。DSC、TG和XPS的研究结果表明：侧基舍磷单元的引入降低了聚酯的Tg和Tm,较低的Tm将有利于材料加工性能的改善;阻燃聚酯侧基上的P-C、P-O键易断裂并挥发至气相中,从而降低了聚酯热稳定性,阻燃聚酯可能以气相阻燃机理为主发挥阻燃作用。此外,含磷共聚酯纤维具有较优异的染色性能。     

可膨胀石墨阻燃体系在聚丙烯中的作用

采用可膨胀石墨(EG)为主阻燃剂,包裹红磷(MRP)为阻燃协效剂制备阻燃聚丙烯(PP)。在mEG∶mMRP≥2时,阻燃效果最佳。阻燃剂(FR)含量达到30%后,阻燃效果大幅度提高,氧指数大于28。采用热失重和流变学方法分析了炭层质量,探讨了在mEG∶mMRP≥2时,阻燃效率最高的原因。相容剂马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)能够改善阻燃剂和聚丙烯之间的相容性,提高粘结力,改善炭层质量,提高材料的氧指数,PP-g-MAH用量为30%时,材料的氧指数达到31.4。     

二氧化钛纳米管对环氧树脂膨胀阻燃体系的协效阻燃作用

以双酚A型环氧树脂为基体、甲基纳迪克酸酐为固化剂、聚磷酸铵为膨胀阻燃剂、水热法制备的二氧化钛纳米管（TNTs）为阻燃协效剂,共混后交联固化制得了膨胀阻燃型环氧树脂复合材料。采用极限氧指数测试、垂直燃烧实验、扫描电镜和拉曼光谱分析了添加TNTs对环氧树脂膨胀阻燃材料的阻燃成炭协效作用。结果表明：TNTs的引入提高了环氧树脂膨胀阻燃材料的极限氧指数以及垂直燃烧UL-94测试评级。当TNTs质量分数为2%时,膨胀阻燃体系的极限氧指数达到28.4%,UL-94达到V-1级。同时,TNTs延缓了环氧树脂膨胀阻燃材料在高温下的热降解,提升了体系高温热稳定性和成炭性能。TNTs可以作为成炭的网络骨架,并促进高温下生成更多连续致密的炭层结构,且高温煅烧后残留的炭层具有更低的I_D/I_G（拉曼光谱在1 360 cm^-1及1 600 cm^-1处的吸收峰强度比）值,石墨化程度更高,炭层结构更加致密规整。     

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。     

四氢呋喃对反应挤出苯乙烯/异戊二烯共聚物微观结构的影响

为研究极性调节剂对反应挤出苯乙烯类共聚物微观结构的影响,以双螺杆挤出机为反应器,有机锂为引发剂,四氢呋喃（THF）为极性调节剂,采用苯乙烯/异戊二烯（S/I）混合单体一次加料反应挤出技术合成了S/I共聚物,1H-NMR、GPC、DMA和TEM的分析结果表明：THF提高了共聚物的3,4-结构异戊二烯含量,使分散相尺寸变得细小且均匀,两相相容性提高;共聚物链段中长嵌段聚苯乙烯含量较少,并与大量分布较均匀的聚苯乙烯短嵌段、聚异戊二烯短嵌段以及无规共聚的苯乙烯单元共同组成完整的分子链。     

氨乙基氨丙基聚二甲基硅氧烷改性水性聚酯型聚氨酯的研究

由聚酯二元醇、异佛尔酮二异氰酸酯和二羟甲基丙酸合成聚氨酯预聚体，以氨乙基氨丙基聚二甲基硅氧(AEAPS)为扩链剂，制备了AEAPS改性聚氨酯水分散液。与未改性的聚氨酯水分散液相比，AEAPS改性聚氨酯水分散液的粒径增大，但粒径分布和表面张力基本不变，说明疏水的聚二甲基硅氧烷侧链被包裹于分散颗粒的内部；此外，改性聚氨酯水分散液的冻融稳定性显著增强。AEAPS改性聚氨酯水分散液成膜后，吸水率明显下降，水在膜表面的接触角增加，400℃时热失重下降，具有良好的疏水性和耐热性。     

聚己内酯-聚丙交酯-聚醚三元共聚高分子微粒及其降解的研究

用乳化－ 溶剂蒸发法制备了聚己内酯－ 聚丙交酯－ 聚醚三元无规共聚物微粒,且与用相同方法制备的聚己内酯（ＰＣＬ） 和聚己内酯－ 聚醚嵌段共聚物微粒的形态进行了比较,讨论了材料的亲水性,以及三元无规共聚物中亲水性聚醚链段的长度及含量对所形成微粒形态的影响。研究结果表明,随着聚合物由疏水性向亲水性转变,所生成微粒的形态则从光滑、多孔、到不规则变化。证明了三元无规共聚物多孔微粒的形成是由于亲水的聚醚链段向水相取向所致。在３７ ℃、ｐＨ７ ．４ 的缓冲液中进行了三元无规共聚物微粒的降解,结果表明,随着降解时间的延长, 三元无规共聚物的分子量逐渐下降,且其中的聚醚链段含量有明显的降低。     

聚酯在超临界甲醇中的降解特性

研究在间歇高压反应器中聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)及聚碳酸酯(PC)在超临界甲醇中的降解反应;通过建立聚酯在超临界甲醇中的降解反应模型,探讨了聚酯在甲醇中降解的机理。结果表明:PET、PBT和PC在甲醇溶液中的降解具有共性,均可分为超临界区、非临界区和中间过渡区三个区域。在超临界区聚酯完全溶于甲醇并降解为原料单体,且对苯二甲酸二甲酯(DMT)和碳酸二甲酯(DMC)的收率均大于90%;聚酯的降解是在聚合物分子链的无规断裂和聚酯进行酯交换反应的双重作用下发生的。     

膨胀型类磷酸酯蜜胺盐阻燃剂的合成及应用研究

以双季戊四醇(DPE)、五氧化二磷、水和三聚氰胺为原料，合成了膨胀型环状类磷酸酯蜜胺盐阻燃剂。通过实验提出了合成该阻燃剂的最佳反应条件为：双季戊四醇(DPE)、五氧化二磷、水和三聚氰胺反应物料摩尔配比为1／2．5／2.0／3．45、反应时间4h和反应温度120℃。红外吸收图谱分析表明该阻燃剂具有环状结构，在热重分析和差热分析中该阻燃剂显示出优异的热稳定性和很高的成碳性。以该阻燃剂掺入聚丙烯中，阻燃效果显著，经测试阻燃聚丙烯的极限氧指数(LOI)为33．6，烟密度等级(SDR)为44．25，通过了UL94V-0级。     

反应型卤系阻燃剂和阻燃不饱和聚酯树脂的合成及性能

以卤代双酚A及双酚S为原料,合成了五个含卤反应型阻燃剂:2,2-二[3,5-二溴-4-(2-羟乙氧基)-苯基]丙烷,2,2-二(3,5-二氟-4-(2-羟乙氧基)-苯基)丙烷,二[3,5-二溴-4-(2-羟乙氧基)苯基-]矾,2,2-二[3,5-二溴-4-羧甲氧基-苯基]丙烷,2,2-二[3,5-二氯-4-羧甲氧基-苯基]丙烷。用这些单体与顺丁烯二酸酐、邻苯二甲酸酐、丙二醇等,合成了十种阻燃不饱和聚酯树脂,测定了这些树脂的热机械性能、氧指数及热性能。得出如下结论:含溴双酚A型化合物的阻燃效果优于含氯的,但硫的引入对阻燃性并没有改善;含A22(卤代双酚二羧甲基醚)的树脂阻燃性远好于含D22(卤代双酚二羟乙基醚)的树脂,因此推广应用A22是很有价值的。     

MPP/PER/APP系统阻燃的PA6/OMMT纳米复合材料的燃烧特性

以聚磷酸蜜胺(MPP)／季戊四醇(PER)／聚磷酸铵(APP)三元膨胀型阻燃剂(IFR)(其中P／PER／三聚氰胺(MA)的摩尔比为4．1／1．0／1．1)对聚酰胺6(PA6)／有机蒙脱土(OMMT)纳米复合材料(wOMMT=0．03)进行阻燃，测定了阻燃PA6／OMMT的极限氧指数(LOI)及垂直燃烧阻燃性(UL94)，以锥形量热仪(CONE)测定了材料诸多与火灾安全性有关的阻燃参数，包括释热速率、有效燃烧热、总释热量、质量损失速率、比消光面积及引燃时间等，并与PA6、阻燃PA6及PA6／OMMT进行了比较，用扫描电镜(SEM)观察了由CONE测试所得残炭的形态。     

改性聚磷酸铵/改性淀粉阻燃聚乳酸

以改性聚磷酸铵(MAPP)和改性淀粉(MST)分别作为酸源和碳源,以聚合物Jonctyl^®ADR-4368(简称ADR)作为体系增容剂,通过共混及热压成型制备了阻燃聚乳酸(PLA)材料。采用极限氧指数(LOI)来表征共混物的阻燃性能,采用热重分析(TGA)表征共混物的热稳定性能,差示扫描量热仪(DSC)表征共混物的热学性能,扫描电镜(SEM)表征各样品以及刻蚀淀粉后样品的表面形貌,拉伸试验表征各样品的韧性以及强度。PLA复合材料的阻燃性能以及韧性相对聚乳酸有较大程度的提升,加入MAPP后复合材料热稳定性增加,加入聚合物ADR后体系相容性提高。     

不同配比的水-乙醇中密胺树脂包覆聚磷酸铵及其阻燃性能

采用原位聚合法制备密胺树脂包覆聚磷酸铵（MFAPP）,研究了不同体积比的水-乙醇混合溶剂对包覆效果的影响,并考察不同包覆产物对聚丙烯（PP）阻燃性能的影响。采用溶解度实验、红外光谱（FT-IR）、热重分析（TG）、扫描电镜（SEM）分别考察聚磷酸铵（APP）包覆前后溶解度、官能团、热稳定性以及表面形态的变化;通过氧指数、耐水性实验考察了APP包覆前后对PP阻燃性能的影响。实验结果表明：与APP相比,以水-乙醇为混合溶剂制备的MFAPP,其耐水性得到明显改善,在水中的溶解度明显下降;红外结果显示MFAPP中产生了三聚氰胺新的官能团。随着溶剂中水的比例增加,MFAPP中壳材密胺树脂含量增加,水和乙醇体积比约为1：1时,APP包覆效果最好,耐水性提高最大。PP中MFAPP的w=30%时,复合材料阻燃性能最佳,氧指数达到29.5%。     

高密度聚乙烯/蒙脱土纳米复合材料膨胀阻燃体系的性能

使用以乙烯/醋酸乙烯共聚物(EVA)为相容剂的高密度聚乙烯/蒙脱土(HDPE/OMT)纳米复合材料作为基体,制备了含不同成炭剂的聚磷酸铵(APP)膨胀阻燃体系,对其阻燃性能进行了比较和研究,并分析了蒙脱土与膨胀阻燃剂协效作用的机理。热重分析(TGA)、垂直燃烧(UL-94)、极限氧指数(LOI)、锥形量热计结果表明:APP/季戊四醇(PER)体系熔融过程较短可形成蒙脱土增强炭层;PER/PA/OMT体系中较高的有机物含量有利于蒙脱土迁移和堆积。     

新型自阻燃联苯基二元氰酸酯树脂的合成、表征与性能

首先以4,4-联苯二甲醚(BMBP)和2,6-二甲基苯酚为单体、对甲苯磺酸(PTS)为催化剂,合成了联苯基酚单体(BDBP)。将BDBP进行氰化后,成功制备了一种新型联苯基二元氰酸酯(BDBPCy)。利用红外光谱(FT-IR)和质谱(MS)对酚中间体及氰酸酯单体结构进行了表征。通过差示扫描量热法(DSC)、动态热机械分析(DMA)等测试手段考察了固化后树脂的热性能、力学性能、介电性能、耐湿热性及阻燃性能。结果表明：BDBPCy树脂结构中引入的联苯结构,使得树脂在固化后具有良好的热稳定性及自阻燃性能,800 °C的质量残留率为42%,玻璃化转变温度为258 °C,UL-94垂直燃烧实验测试结果为V-0级别。同时,结构中的大体积联苯基团和邻位甲基基团进一步提高了树脂的介电性能和耐湿热性能。     

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。     

树脂包覆率对微胶囊包覆聚磷酸铵阻燃聚乳酸性能的影响

通过原位聚合法,以密胺树脂（MF）为壁材,制备了微胶囊包覆聚磷酸铵（MCAPP）,然后密炼将MCAPP与聚乳酸（PLA）熔融共混,得到微胶囊包覆聚磷酸铵阻燃聚乳酸,并研究了不同树脂包覆率的MCAPP对共混物形貌结构、加工性能、热性能、力学性能以及阻燃性能的影响。结果表明,在原位聚合过程中,当MF质量分数为17.2%时,MCAPP树脂包覆率可达13.2%,共混物中PLA结晶度提高,降解程度最低,同时阻燃效果最佳,极限氧指数可达39.4%,并且垂直燃烧等级达到UL94 V0级。     

非线性结构单元及柔性间隔链对共聚酯液晶性能的影响

在含有非线性结构单元4,4′-二羟基二苯基矾(SDP)或4,4′-二羟基二苯基丙烷(BPA)和氯代对苯二酚(HQCL)的芳香聚酯中引入柔性间隔(n=4、6或10,简称G_(4_(?))、C_(6_(?))、C_(10_(?)),研究了它们对此类三元共聚酯液晶性的影响。用对数比浓粘度、DSC和热台偏光显微镜对共聚酯进行研究。结果表明,各个共聚酯液晶均具有向列型的织态结构;引入柔性间隔链后,在保持液晶性条件下,可提高非线性结构单元在共聚酯中的摩尔百分含量,即在C_(4-s)/SDP/HQCL系列中SDP的最大含量可达55%(mol),C_(4-s)/BPA/HQCL和C_(6-s)/BPA/HQCL中BPA的最大含量可达40%(mol),而C_(10-s)/BPA/HQCL中为50%(mol)。