核壳结构阻燃剂的制备及阻燃策略研究进展

为解决传统阻燃剂在添加量大和协效性差的问题上,新型复合阻燃剂成为目前阻燃剂领域的研究热点。核壳结构新型阻燃剂因具有良好的基体相容性及协同阻燃效应,是一种对聚合物进行阻燃改性的有效方式。总结了近年来具有核壳结构的氢氧化物、硅系、磷氮系、有机金属骨架及生物基5类阻燃剂的应用现状及阻燃策略,最后对核壳结构阻燃剂的未来发展趋势进行展望。

APP@MOFs核-壳结构型阻燃剂制备及其在环氧树脂中的应用研究

采用微胶囊改性技术,以高效阻燃剂聚磷酸铵(APP)为内核、多功能金属有机框架材料(ZIF-8)为外壳,合成了新型核-壳结构型阻燃剂(APP@ZIF-8),并将其用于环氧树脂(EP)中制备阻燃复合材料,通过一系列测试分析来表征APP@ZIF-8的结构特征、评估其耐水性能,并采用锥形量热仪法研究了EP复合材料的阻燃、抑烟减毒性能。结果表明:经ZIF-8的包裹实现了APP溶解度降低、耐水性能显著提升;掺入10 wt%的APP@ZIF-8后,EP复合材料的热释放速率峰值(pHRR)、烟气释放速率峰值(pSPR)和CO释放速率峰值(pCOP)较纯EP分别降低了61.3%、43.6%和60.5%,使EP复合材料的阻燃性能和抑烟减毒性能均得到提升,这主要得益于APP@ZIF-8在燃烧过程中促进了致密炭层的形成(残余炭量较纯EP提高了367.1%),抑制了可燃产物和毒性烟气的扩散,此项工作为环氧树脂的阻燃改性提供了一种新思路。

水相自组装生物基核壳膨胀型阻燃剂对聚乳酸的阻燃改性

针对聚乳酸(PLA)的生物基阻燃体系存在相容性差或合成工艺复杂、有机溶剂用量大等问题,文中采用水相自组装法,制备了以聚磷酸铵(APP)作为"核",以壳聚糖(CS)、植酸钠盐(PA-Na)作为"壳"的生物基核壳膨胀型阻燃剂APP@CS@PA-Na,研究其不同用量对PLA的阻燃性能、热降解及力学性能的影响。结果表明,当APP@CS@PA-Na的添加量为10%时,PLA可以通过UL94 V0级,氧指数达到30.5%,热释放峰值及总热释放速率分别降低了33.0%和19.4%。残炭分析发现,APP@CS@PA-Na不仅能促进PLA成炭,还有助于提高残炭中的磷含量及石墨化程度,其添加量是影响保护性炭层"质"与"量"的重要因素。在氮气氛围下的热失重测试也表明其促进成炭行为。APP@CS@PA-Na的添加量在合理范围内时,其对PLA具有一定的增韧作用。添加10%APP@CS@PA-Na的PLA的断裂伸长率和冲击强度比纯PLA分别提高了28%和17%。

真丝织物的核壳型阻燃剂整理

采用自制的核壳型阻燃剂乳液,以浸渍法对真丝织物进行阻燃整理,探讨了焙烘温度、焙烘时间和pH值等因素对真丝极限氧指数、垂直燃烧性能、强力和白度的影响,并采用扫描电镜和微型量热仪对整理前后真丝织物的表面形态和燃烧性能进行分析。优化的阻燃整理工艺条件为pH值1,两浸两轧,80℃预烘3 min,130℃焙烘3.5 min。经该工艺整理的真丝织物,氧指数达到28.7,炭长达到12.2cm,强力和和度良好。