膨胀型无卤阻燃环氧树脂的制备及性能

采用新型磷系阻燃剂(FR)与聚磷酸铵组成的膨胀型阻燃剂(IFR)制备了膨胀型无卤阻燃环氧树脂(EP)材料。通过氧指数、热失重和扫描电镜等研究IFR对环氧树脂的阻燃性能、热降解行为及微观结构的影响。结果表明:加入IFR使材料的阻燃性能明显提高,IFR/EP的氧指数达到37.6%,600℃时IFR/EP的残炭量较纯EP从21.24%增至43.08%。扫描电镜观察发现,经IFR阻燃的EP在燃烧时形成了由封闭孔洞构成的均匀闭孔结构炭层,表明IFR对EP材料具有良好的膨胀阻燃效果。

环状磷腈/聚磷酸铵/三聚氰胺膨胀阻燃环氧树脂研究

本文以DOPO衍生物六(4-DOPO羟甲基苯氧基)环三磷腈(DOPOMPC)、聚磷酸铵(APP)以及三聚氰胺(MEL)形成复配膨胀体系(IFR)阻燃环氧树脂.采用极限氧指数(LOI)、水平、垂直燃烧(UL-94)方法研究了IFR体系对环氧树脂体系阻燃性能影响,通过锥形量热(CONE)研究了体系燃烧特性,通过扫描电子显微镜(SEM)对体系成炭情况进行观察.结果表明,IFR膨胀阻燃体系对环氧树脂具有良好的协同阻燃作用,其中8%DOPOMPC/8%APP/4%MEL(EP3)体系LOI值较纯EP(EP0)提高37.8%;各项燃烧参数也得到了改善,热释放速率峰值(pk-HRR)、有效燃烧热平均值(av-EHC)、比消光面积平均值(av-SEA)及一氧化碳释放速率平均值(av-CO)相对于10%DOPOMPC/10%APP/EP(EP1)分别降低了53.8%、84.4%、57.7%和75.8%;拉伸强度、弯曲强度和冲击强度较EP1分别提高了1.3倍、79.4%和2.5倍;宏观拍摄和扫描电镜结果表明EP3膨胀炭层连续、均匀、致密,阻燃效果良好.

新型环磷腈阻燃剂合成及其在环氧树脂中的应用

以六氯环三磷腈、对羟基苯甲醛、三氯氧磷、新戊二醇等为原料,合成一种新型膨胀阻燃剂六(4(5,5-二甲基-1,3,2-二氧杂己内磷酰基)苯氧基)环三磷腈(HDDCPPCP)。通过红外光谱(FT-IR)、核磁氢谱(lH-NMR)及质谱(MS)对其结构进行表征。固定HDDCPPCP/聚磷酸铵(APP)组分在整个体系中的质量分数为30%,研究两者在不同配比下,对环氧树脂(EP)阻燃性能、热稳定性能和力学性能的影响。实验结果表明,EP4(10% HDDCPPCP/20% APP/EP)在HDDCPPCP/APP/EP体系中性能最佳,其氧指数为43.8%,UL-94防火等级可达V^0级;热重分析结果表明,EP4在550℃时,成炭率达到40.8%;在整个体系中EP4的热释放速率峰值、热释放速率均值、质量损失损率均值、一氧化碳释放速率均值以及总热释放量较纯EP(EP0)分别下降94%、95.8%、83.3%、66.7%、91.4%,其残炭量增加了2.9倍;拉伸强度、弯曲强度和冲击强度比EP0分别提高了46.8%、228.2%和12.5%;SEM电镜显示,EP4燃烧后形成致密、光滑、连续的蜂窝状炭层结构。

新型树状无卤磷-氮膨胀阻燃剂的合成及热性能研究

以六氯环三磷腈、对羟基苯甲醛、三氯氧磷、新戊二醇、水和肼等为原料,反应合成了一种新型阻燃剂六(4-(5,5-二甲基-1,3,2-二氧杂己内磷酰基)苯氧基)环三磷腈(HDDCPPCP)。通过红外光谱(FT-IR)、核磁氢谱(1 H-NMR)、质谱(MS)以及热重分析表征其分子结构和热性能,发现其初始分解温度为200℃,700℃时成炭率达到41.8%。并探讨了物料配比、反应温度、反应溶剂对目标阻燃剂HDDCPPCP产率的影响,发现在最佳合成条件下,目标阻燃剂产率可达72.1%。

新型无卤阻燃聚丙烯的制备及性能研究

采用新型磷系阻燃剂1,2,3-三(5,5-二甲基-1,3-二氧杂己内磷酸酯基)苯(FR)制备了无卤阻燃PP材料。通过氧指数、热失重、锥形量热和电镜扫描等考察了阻燃剂对PP阻燃性能及力学性能的影响。结果表明:PP中添加25%阻燃剂可以获得良好的阻燃效果,氧指数达到25.5%,平均热释放速率下降了22.5%,有效燃烧热平均值下降了61.0%。扫描电镜观测发现,阻燃PP燃烧后形成了无数封闭孔洞的焦化炭层。

新型单组分磷溴协效阻燃剂1,3-二(5,5-二溴甲基-1,3-二氧杂己内磷酰氧基)苯的合成

以二溴新戊二醇与三氯氧磷为原料,三乙胺为催化剂,合成得到5,5-二溴甲基-1,3-二氧杂己内磷酰氯,再与间苯二酚反应得到标题化合物,两步反应总产率76.9%。目标产物结构经元素分析、IR、MS及1HNMR证实。热失重分析表明,目标产物具有较高的热稳定性和良好的成炭性,起始分解温度为301.0℃,500℃时炭残余量达32.52%。

无卤阻燃聚乙烯材料的制备及性能

利用有机杂环磷酸酯1,2,3-三(5,5-二甲基-1,3-二氧杂环己内磷酸酯基)苯(FR)单配阻燃聚乙烯(PE),通过极限氧指数(LOI)、水平燃烧(UL-94)、热重分析(TGA)、锥形量热(CONE)等方法研究了FR对聚乙烯材料阻燃性能影响。结果表明:当FR总添加量为10%,阻燃PE的av-HRR、pk-HRR、av-EHC及av-MLR相对未阻燃PE分别降低58.1%、41.6%、56.6%和59.6%,呈现出较好的隔氧、隔气和阻燃性能;但是,阻燃剂的加入并没有对烟及毒性气体的释放量有太大的改善。扫描电子显微镜(SEM)研究表明:FR催化PE在燃烧初期会结成连续、致密的炭层,有效地阻碍了气体的自由流通。

新型单组分磷氮膨胀阻燃剂的合成

以新戊二醇与三氯氧磷为原料,合成了5,5-二甲基-1,3-二氧杂己内磷酰氯;进而将5,5-二甲基-1,3-二氧杂己内磷酰氯分别与苯并咪唑类衍生物反应,得到三种新型单组分磷氮膨胀阻燃剂(Ⅲa-c).利用IR1、HNMR、质谱及元素分析等表征了Ⅲa-c三种化合物的结构;并利用热重分析考察了三种化合物的热稳定性能.结果表明,目标产物Ⅲa-c均有较好的成炭性和热稳定性,600℃时残炭质量分数分别达26.93%、23.62%及18.75%.

新型树状磷-氮阻燃环氧树脂复合材料的火灾性能

制备无卤P-N阻燃环氧树脂(EP)复合材料,利用锥形量热(CONE)研究无卤阻燃剂DDPPC环氧树脂复合材料的火灾性能及成炭效果。结果表明:当DDPPC质量分数为25%时,阻燃EP的av-HRR、THR、av-EHC、av-SEA、avMLR相对未阻燃EP分别降低73.9%、71.6%、37.0%、48.7%、59.1%,呈现出良好的阻燃效果和抑烟、抑毒作用。宏观形貌研究表明:25%DDPPC/EP燃烧后形成了大体积圆锥形闭孔炭层。

新型无卤阻燃剂双酚S-二(5,5-二甲基-1,3-二氧杂己内磷酸酯)的合成

以新戊二醇、三氯氧磷为原料,三乙胺为催化剂,合成了5,5-二甲基-1,3-二氧杂己内磷酰氯,再与双酚S反应得到高产率的新型无卤阻燃剂双酚S-二(5,5-二甲基-1,3-二氧杂己内磷酸酯),目标产物结构经IR,MS及1HNMR证实.热失重分析表明目标产物具有较高的热稳定性和良好的成炭性,起始分解温度为288.0℃,600℃时炭残余量达37.7%.

星型绿色磷腈阻燃剂的制备及阻燃环氧树脂性能

从分子结构设计出发,以六氯环三磷腈、对羟基苯甲醛、三氯氧磷及新戊二醇等为原料,制备了一种新型阻燃剂六[4-(5,5-二甲基-1,3,2-二氧杂己内磷酰基)苯氧基]环三磷腈(HDDCPPCP),并将其与聚磷酸铵(APP)和多壁碳纳米管(MWCNT)复配,应用于环氧树脂(EP)中,制备了HDDCPPCP/APP/MWCNT/EP阻燃复合材料.利用极限氧指数(LOI)、水平燃烧(UL-94)、锥形量热(CONE)、拉伸、弯曲和冲击等方法研究该阻燃复合材料的燃烧性能、热性能及力学性能.实验结果表明,保持阻燃体系总质量分数为30%,当MWCNT质量分数为2%时,EP2(HDDCPPCP/APP/MWCNT/EP)的各项燃烧参数综合表现较好,其LOI值达到42. 8%,热释放速率峰值(pk-HRR)、热释放速率平均值(av-HRR)、有效燃烧热平均值(av-EHC)及一氧化碳释放率平均值(av-CO)相对EP0分别降低92. 5%,93. 0%,65. 2%和66. 6%,呈现出良好的阻燃、抑烟和抑毒性能; EP2的拉伸强度、断裂伸长率、弯曲强度和弯曲模量较好,分别为110. 46 MPa,6. 24%,1259. 99 MPa,377. 72 MPa.

新型磷系阻燃剂1，2，3-三(5，5-二甲基-1，3-二氧杂环己内磷酸基)苯的合成研究

以1,2,3-三羟基苯、新戊二醇、三氯氧磷等为主要原料,三乙胺为缚酸剂,采用简洁、高效的合成路线制备出标题化合物。制取目标化合物的最佳反应条件:n(1,2,3-三羟基苯)∶n(新戊二醇磷酰氯)∶n(三乙胺)=1∶4·5∶5·0,反应温度50℃,反应时间6h,产率75%。通过红外光谱、核磁共振氢谱、质谱及元素分析等表征了目标化合物结构。热失重分析表明,该阻燃剂具有较高的热稳定性和良好的成炭性,起始分解温度为287·47℃,500℃时炭残余量高达44·21%。

新型树状磷-溴协效阻燃剂1,3,5-三(5,5-二溴甲基-1,3-二氧杂己内磷酰氧基)苯的合成及其应用研究

以二溴新戊二醇与三氯氧磷为原料,三乙胺为催化剂,合成得到5,5-二溴甲基-1,3-二氧杂己内磷酰氯,再与间苯三酚反应得到新型树状阻燃剂标题化合物,两步反应总产率74.1%。目标产物结构经元素分析I、R、MS及1HNMR证实。热失重分析表明目标产物具有较高热稳定性和良好成炭性,起始分解温度为324.0℃,600℃时炭残余量达38.88%。目标产物对环氧树脂有较好的阻燃效果,最佳添加量为20%。

双酚A双(磷酸二苯酯)/聚磷酸铵/酚醛树脂膨胀阻燃剂对ABS阻燃性能研究

通过极限氧指数、水平垂直燃烧、锥形量热和电镜扫描等研究由双酚A双(磷酸二苯酯)(BDP)、聚磷酸铵(APP)及酚醛树脂(PR)组成的膨胀阻燃剂(IFR)对ABS树脂的阻燃作用,研究IFR对ABS树脂的阻燃性能和阻燃机理。结果表明:IFR阻燃剂添加量在30%左右,ABS氧指数达到29.9%,水平垂直燃烧通过UL94 V-0级,平均热释放速率下降50.9%,有效燃烧热平均值下降21.7%。扫描电镜观测发现:IFR阻燃ABS样品燃烧后能够形成连续、致密、封闭、坚硬的焦化炭层。

磷系阻燃剂杂环己内磷酸酯衍生物的合成及性能研究

The two flame retardants of 3a and 3b are synthesized from neopentyl alcohol,phospous oxychloride,1,3-dihydroxybenzene and bisphenol-A by a facile and useful method with the yields of 75.2% and 89.7%.respectively.The structures of the two flame retardants are identified and studied by FT-IR,1H NMR,ESIMS and elementary analysis.Reaction conditions are also optimived.The results of thermal analysis show that they have high thermal stability and excellent char-forming ability.Decomposition temperatures of compound 3a and 3b are 312.36 ℃ and 306.39 ℃,respectively.Residual carbons(w%) of compound 3a and 3b under 500 ℃ are 49%and 32%,respectively.

阻燃剂双酚-A双(磷酸二苯酯)的合成

以双酚A、三氯氧磷、苯酚等廉价原料,通过两步反应合成双酚-A双(磷酸二苯酯)阻燃剂,总收率95%。采用红外光谱、核磁共振氢谱、质谱、元素分析等对产物结构进行表征。研究反应原料配比、催化剂用量、反应温度、反应时间等因素对收率的影响。适宜反应条件为:以氯化镁为催化剂,n(双酚A)∶n(催化剂)∶n(三氯氧磷)∶n(苯酚)=1∶0.01∶4.0∶5.0,第一步反应温度控制在65℃,反应时间3h;第二步反应温度控制在120℃,反应时间12h;热失重分析(TGA)表明:合成的双酚-A双(磷酸二苯酯)阻燃剂起始分解温度为299.16℃,在299.16～386.66℃和386.66～439.16℃温区迅速炭化;阻燃剂在330℃失重1%,阻燃剂被加热到427.50℃时,炭残余量为46.26%,已经达到了塑料的加工温度要求;合成的双酚-A双(磷酸二苯酯)阻燃剂阻燃性能达到UL94V-0级。

新型阻燃剂1 ,3 ,5-三(5 ,5-二甲基-1 ,3-二氧杂己内磷酸酯基)苯的合成及表征

以1，3，5-三羟基苯、新戊二醇、三氯氧磷等为原料，采用简洁、高效的合成路线，通过两步反应合成了新型阻燃剂1，3，5-三（5，5-二甲基-1，3-二氧杂已内磷酸酯基）苯．通过红外光谱、核磁共振氢谱、质谱、元素分析以及热失重分析等对产物结构和热性能进行了表征和研究．热失重分析表明：该阻燃剂起始分解温度为295．26℃，在295．26℃～343．38℃和350．40℃～578．04℃温区迅速炭化；当阻燃剂被加热到681．03℃时，炭残余量高达43．33％．

负载纳米TiO_2-ACF新型防毒口罩实验研究

以N95型口罩为原型,在原有的3层结构基础上添加附载有纳米TiO2的ACF(活性炭纤维)结构层,使其不仅具有普通口罩的阻隔防护功能,而且具有降解苯等有毒有害物质的功能;同时利用ACF本身特点阻止PM2.5对人体的入侵。

新型无卤阻燃环氧树脂复合材料的制备及阻燃性能

双酚A二缩水甘油醚型环氧树脂(EP)作为基材,添加新型阻燃剂双酚A-双(5,5-二甲基-1,3-二氧杂己内磷酸酯)(以下简称FR),制备不同组分的样品(FR/EP体系)。采用氧指数分析,垂直燃烧试验测试以及锥形量热仪对样品进行表征。结果表明:FR25%/EP体系氧指数达30.6%,接近难燃级别,FR20%/EP体系垂直燃烧试验测试达到V-0级别,经锥形量热仪测试FR20%/EP体系阻燃性能最优。

非离子/双阳离子复合改性膨润土的制备及其对苯酚的吸附性能

利用辛基酚聚氧乙烯醚和双十八烷基二甲基氯化铵对膨润土进行改性,合成新型非离子表面活性剂/阳离子表面活性剂/膨润土(30TX-100/100DOTAC/BET)体系。开展了苯酚吸附性能研究。结果表明,TX-100/DOTAC成功插层在膨润土中;当泄漏苯酚浓度为1 000 mg·L^(-1)时,振荡时间为60 min、环境温度为25℃、改性膨润土用量为0.30 g、水中pH=7,其对苯酚吸附量达到43.08 mg·g^(-1)。