聚磷酸铵阻燃应用研究进展

聚磷酸铵(APP)凭借其无毒、无卤、抑烟、阻燃效果好、环境友好等特点,被广泛应用于聚丙烯、聚氨酯、环氧树脂等聚合物阻燃领域。然而,APP存在吸湿性强、添加量高、分散性差、与聚合物相容性差等缺点,限制了其进一步发展。针对上述问题,对聚磷酸铵的阻燃机理及应用进行了系统综述,并总结了相关的解决方法。首先简单介绍了APP的物化性质及阻燃机理;然后梳理了近年来国内外APP阻燃剂的研究进展,详细介绍了单独阻燃、复配阻燃、微胶囊化包覆、化学改性和纳米复配等不同阻燃方式的阻燃效果,并归纳总结了不同阻燃方式的优缺点;最后讨论了APP在聚合物阻燃研究中存在的主要问题,并展望了其未来的发展方向。

阻燃剂及阻燃整理应用研究进展

阻燃材料在燃烧时可自熄或不燃,有效地延缓、阻止或终止火焰的蔓延,实现阻燃。高分子材料性能优良、价格低廉而被广泛应用于各个领域,但存在阻燃性不足,燃烧时放热速率快,放热量及发烟量大,火焰传播速度快,燃烧释放有毒和助燃气体等缺点,提高高分子材料阻燃性是目前亟需解决的问题。总结了阻燃机理及阻燃整理方法,重点阐述无机、卤系、氮系、磷系、磷氮协同、硅系阻燃剂性能及其作用机制,以提高高分子材料阻燃性能,拓宽材料应用。

反应型阻燃剂ODOPOM阻燃硅烷交联POE复合材料的研究

合成反应型阻燃剂9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-羟甲基-10-氧化物(ODOPOM),用傅里叶变换红外光谱仪和氢、碳、磷核磁共振光谱表征其化学结构。将ODOPOM与硅烷接枝乙烯-辛烯共聚物(POE)共混后经过温水浸泡制备反应型阻燃硅烷交联POE复合材料。研究并讨论了ODOPOM用量对硅烷交联POE的阻燃性能、耐水性能、力学性能、热稳定性能等的影响,并讨论其阻燃机理。

环氧树脂阻燃剂研究新进展

回顾了近5年来国内外环氧树脂阻燃剂方面研究的最新进展,重点论述了金属阻燃剂、9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物阻燃剂、多面体低聚硅倍半氧烷阻燃剂、生物基阻燃剂等在环氧树脂中的阻燃性能与作用机理,同时也介绍了以上各阻燃剂对环氧树脂协同阻燃效果和机理。力学性能的平衡与改善是当前阻燃改性存在的热点,综述了环氧树脂通过改性提高阻燃性能并改善力学性能的研究现状,指出提升阻燃效率并提高阻燃剂在材料中的分散性,是改善环氧树脂力学性能的基础。最后对环氧树脂阻燃剂的不足之处与未来研究趋势进行展望。

无卤阻燃剂改性聚酰胺6的研究进展

综述了无卤阻燃剂改性聚酰胺6(PA6)的研究进展,主要包括无卤有机阻燃剂、无机阻燃剂和复配阻燃剂对PA6的阻燃改性及其阻燃机理。介绍了有机阻燃剂分子的合成,分析了阻燃剂配比及含量对PA6阻燃改性性能的影响,探讨了不同阻燃剂阻燃改性的优缺点,对开发综合性能优异的无卤阻燃PA6具有重要的指导作用。

生物降解高分子材料阻燃改性研究进展

为了探讨生物降解高分子材料阻燃改性研究进展情况,梳理了近年来化学合成的生物降解高分子类材料阻燃性研究的文献,重点综述了聚丁二酸丁二醇酯和聚乳酸的阻燃改性研究情况。聚丁二酸丁二醇酯的阻燃改性方法主要分为含磷复合协效阻燃体系和添加生物质阻燃剂两类,聚乳酸的阻燃改性方法主要分为磷系阻燃体系、磷-氮协同阻燃体系、膨胀型阻燃体系和添加生物质阻燃剂等。通过总结和分析各阻燃方法的发展状况,认为:含磷有机化合物或者磷-氮协同型阻燃剂仍然是行之有效且普遍采用的阻燃添加剂,但是这些物质的存在对于生物降解性必然产生负面影响。因此,应强化全生物质阻燃体系的构建及其应用,重点平衡阻燃性、生物降解性与加工-应用性能之间的关系,以推动生物降解高分子材料的绿色阻燃技术发展和应用。

植酸/茶多酚整理棉织物的阻燃及防紫外线性能

为解决棉织物易燃烧和抗紫外线性能差的问题,提高其使用安全性,采用浸轧和喷涂结合的方法,通过植酸(PA)和茶多酚(Tea)协同作用制备了阻燃/抗紫外线棉织物,并研究了其阻燃、防紫外线、拉伸以及透气性性能。结果表明:质量分数2.5%的PA和25 g/L的Tea复合整理的棉织物,其质量增加率仅为13.3%,而极限氧指数LOI值从原棉织物的17.5%提高到30.4%,离火自熄;PA/Tea整理棉织物与原棉织物相比,不仅热释放速率峰值(PHRR)下降了78.2%,其总热释放量(THR)和热释放能力(HRC)也分别下降了70.8%和78.3%,这意味着PA/Tea整理棉织物可以降低火灾放热强度,阻碍火焰快速传播;整理后的棉织物对UVB和UVC区域的紫外线具有良好的吸收性能,在实现阻燃和防紫外线功能的同时,保留了85.1%以上的透气性。

阻燃腈纶/酚醛树脂纤维织物的制备及其性能

为解决酚醛树脂纤维因强力低、纯纺难度大等限制其在服用领域发展的问题,以20∶80、40∶60、60∶40和80∶20的4种比例将酚醛树脂纤维与阻燃腈纶混纺,以平纹组织结构进行织物的开发与制备,并表征织物的阻燃性能及服用性能。结果表明:所开发的4种混纺比例织物的损毁长度均小于10 cm,无阴燃和熔融滴落现象;随着酚醛树脂纤维比例的增加,织物续燃时间逐渐减少,拉伸断裂强力逐渐下降,透气性能逐渐降低;且混纺比为40∶60、60∶40和80∶20的酚醛树脂纤维与阻燃腈纶混纺织物的热阻、导湿性和耐磨性并无显著性差异;酚醛树脂纤维与阻燃腈纶混纺比为40∶60和60∶40织物满足阻燃纺织品的需求,且服用性能好,制备的织物可为后续开发酚醛树脂服用产品提供参考和借鉴。

白泥填料在膨胀阻燃环氧树脂中的协效阻燃和抑烟作用

为实现氨碱白泥的资源化利用,以氨碱白泥为原料,通过烘干、粉碎和表面改性制备白泥填料,并将其作为阻燃协效剂应用于膨胀阻燃环氧树脂,系统研究了白泥填料对膨胀阻燃环氧树脂的阻燃性能、抑烟性能和成炭能力的影响。结果表明,添加白泥填料能够显著降低膨胀阻燃环氧树脂的热释放和生烟量,表现出优异的协效阻燃和抑烟作用。当添加5%烷基化白泥填料时,阻燃和抑烟效率最高,峰值热释放速率和峰值生烟速率降低至234.6 kW/m^(2)和0.048 m^(2)/s,极限氧指数提高到30.5%。此外,白泥填料具有优异的协效成炭作用,添加5%烷基化白泥填料可以促进膨胀阻燃环氧树脂生成更多的芳香结构和含磷的交联结构,增强炭层的致密性和隔热隔质性,提高炭层质量,在700℃下残炭量达到24.5%。

耐久高效磷/氮协同阻燃剂的制备及其在棉织物上的应用

为解决棉纺织品易燃易引发火灾及阻燃处理棉织物耐久性等问题,以五氧化二磷和乙醇胺为原料制备了一种膨胀型磷/氮协效阻燃剂(2-羟乙基)磷酰胺铵盐(AHPA),并通过轧—烘—焙工艺将其整理于棉织物上。采用傅里叶变换红外光谱和核磁共振光谱表征了AHPA的化学结构;对阻燃处理后的棉织物进行垂直燃烧和极限氧指数测试,通过热重和锥形量热测试评估了其热稳定性,并分析了其阻燃耐久性能。结果表明:阻燃剂AHPA被成功合成,其与棉织物之间形成了稳定的共价键;阻燃处理后棉织物的极限氧指数(LOI)显著提高,且损毁长度大幅降低;在阻燃剂AHPA质量浓度为300 g/L时,LOI值由18%增加到52.9%,损毁长度由300 mm减小至45 mm;阻燃处理后棉织物的热降解过程和燃烧途径均发生了显著变化,热稳定性得到显著提高;在50次循环水洗后,LOI值仍能保持在31.6%左右,具有良好的阻燃耐久性能。

共聚阻燃改性聚对苯二甲酸乙二醇酯的制备及其性能

针对聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)阻燃性较差的问题,以[(6-氧代-6H-二苯并[c,e][1,2]氧磷杂己环-6-基)甲基]丁二酸(DDP)和明胶基碳点(gCDs)构建复合阻燃体系,采用原位聚合法制备了阻燃DDP-gCDs-PET,借助扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱仪对其结构进行分析,通过极限氧指数(LOI)、垂直燃烧(UL-94)及锥形量热指标研究了不同质量分数的gCDs与DDP复配后对PET阻燃性能的影响,并利用热重-傅里叶变换红外光谱分析探究了阻燃PET在气相中的热分解产物,提出了DDP、gCDs对PET的阻燃机制。结果表明:当添加DDP质量分数为8%、gCDs质量分数为1.0%时,DDP-gCDs-PET的UL-94等级提升至V-0级,LOI值可达到35%;相较于纯PET,DDP-gCDs-PET的热释放速率峰值降低39.77%,总热释放量降低25.00%,引燃时间延长25 s,阻燃效果显著改善;在燃烧过程中DDP促进了PET基体分解并在气相中淬灭自由基,gCDs使热量迅速扩散,提升了PET基体的热稳定性能,且gCDs在凝聚相促进成炭使DDP中的P留存于炭层中,二者共同作用提升了PET的阻燃性能。

磷/硅协效阻燃非离子水性聚氨酯的制备与性能

采用双羟基硅油、聚醚二元醇与甲苯二异氰酸酯为主要原料制备聚氨酯预聚体,以自制含磷阻燃多元醇6-{(4-羟基苯基)[(4-羟基苯基)氨基]甲基}二苯并[c,e][1,2]氧膦杂环戊烯6-氧化物和三羟甲基丙烷为扩链剂,分子量为2000的聚乙二醇为亲水扩链剂,制备了具有磷/硅协同阻燃效应的非离子水性聚氨酯分散体。采用红外光谱表征了树脂的分子结构,研究了双羟基硅油的含量对分散体外观、稳定性、粒径以及胶膜力学性能、亲水性、耐水性、热稳定性和阻燃性能的影响。结果表明:双羟基硅油的引入可导致聚氨酯分散体粒径增大;当双羟基硅油的含量占预聚多元醇组分的25%时,水性聚氨酯分散体不稳定;随着双羟基硅油的引入量增加,胶膜的拉伸强度和断裂伸长率逐渐下降,力学性能显著变差,吸水率先降低而后基本不变、接触角逐渐增加至基本不变;双羟基硅油的引入可有效提高聚氨酯胶膜的热稳定性和阻燃性;当双羟基硅油的含量占预聚多元醇组分的15%时,胶膜的极限氧指数值为28.2%、600℃残炭率达到7.46%。

有机磷系阻燃剂阻燃热塑性聚酯的研究进展

介绍了近年来针对聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)和聚碳酸酯(PC)阻燃所使用的有机磷系阻燃剂的最新进展。有机磷系阻燃剂因其品种繁多,应用广泛,阻燃效果优异,同时还具有增塑剂和润滑剂的功效。介绍了有机磷系阻燃剂的种类和阻燃机理。重点阐述了磷(膦)酸酯、磷杂菲、有机次膦酸、有机次膦酸盐化合物、磷腈化合物、氧化膦等阻燃剂在PET,PBT和PC等热塑性聚酯中的阻燃性能和作用机理。最后对热塑性聚酯用有机磷系阻燃剂的不足之处与未来研究趋势进行展望。

不同阻燃剂对尼龙材料加工改性的研究进展

尼龙具有优异的力学性能以及耐腐蚀、耐油性、耐热性等优点,可广泛应用于军工、深海等高端领域。但尼龙材料具有可燃性,在燃烧过程中会产生大量的烟雾、有毒气体和熔体滴落,对人类的生命和财产造成损害。总结了阻燃尼龙基体的加工方式和卤系阻燃剂、磷系阻燃剂、氮系阻燃剂等常用传统阻燃剂改性尼龙材料的技术发展、应用和困境,分析不同种类阻燃剂对尼龙性能的影响机制,并重点论述了生物基阻燃剂及碳基阻燃剂2种先进尼龙阻燃改性方法的优势、发展及潜在应用。

新型无卤素阻燃剂研究及应用进展

介绍了阻燃剂的种类;综述了含有P、N、Si、B元素的无卤素阻燃剂的阻燃机理和研究进展;分析了含N、P元素无卤素阻燃剂的应用及存在的不足,重点总结了Si、B系列无卤素阻燃剂的应用优势;对未来无卤素阻燃剂的研究发展进行了展望。

民用建筑阻燃电缆型号标注问题探讨

在介绍国家认证认可监督管理委员会、中国质量认证中心和四川消防研究所2024年分别发布的文件精神对阻燃电线电缆型号标注作出规定基础上,就与阻燃电缆相关的国家标准GB/T19666-2019《阻燃和耐火电线电缆或光缆通则》和GB31247-2014《电缆及光缆燃烧性能分级》进行对比分析,提出民用建筑阻燃电缆选型及标注的建议。

阻燃纤维/不锈钢纤维混纺纱线的力学性能分析

为探讨混纺比对纱线性能的影响,测试分析了5种不同混纺比的阻燃腈纶(A)/阻燃黏胶(R)/不锈钢纤维(G)(A90/G10、A70/R20/G10、A45/R45/G10、A20/R70/G10、R90/G10)混纺纱线的力学性能。结果表明:混纺纱线的拉伸断裂性能、弹性、蠕变性能、耐磨性能、扭转性能和弯曲性能随阻燃腈纶纤维混纺比的增加而提升;A45/R45/G10混纺纱线的疲劳性能较差,A90/G10混纺纱线的疲劳性能较好;在较大压力下,A70/R20/G10和R90/G10混纺纱线的压缩性能较好,在较小压力下,A20/R70/G10混纺纱线的压缩性能较好。

氢氧化镁协效阻燃研究进展

氢氧化镁(MH)是一种绿色环保的阻燃剂,广泛应用于高分子聚合物阻燃改性领域,其阻燃效率较低。协效阻燃是提高MH阻燃效率的主要方法之一。文中综述了MH在协效阻燃方面的研究进展,总结了MH协效阻燃剂的应用研究现状,简单介绍了MH与协效阻燃剂的复配方法和协效阻燃机理,以及协效阻燃剂对复合材料力学性能的影响等(引用文献42篇)。

磷钼酸基离子液体阻燃环氧树脂的制备及性能

通过简单的离子交换反应合成了磷钼酸基离子液体(PMA-IL),研究不同添加量的PMA-IL对4,4′-二氨基二苯砜(DDS)/双酚A型环氧树脂(DGEBA)体系阻燃性能、热稳定性的影响,分析PMA-IL对环氧树脂成炭性能的增强作用。结果表明,PMA-IL具有较好的催化成炭效应,对环氧树脂的阻燃性能提升显著。当PMA-IL的添加量为8%时,阻燃改性环氧树脂的峰值热释放速率(p-HRR)、平均热释放速率(av-HRR)、总热释放量(THR)和平均质量损失速率(av-MLR)分别仅为320.7 kW/m^(2)、119.2 kW/m^(2)、123.2 MJ/m^(2)和0.048 g/s,与未改性的相比降低了46.8%、37.5%、21.7%和36%,膨胀阻燃效应显著;此外,环氧树脂的成炭量也显著提升,在800℃时的质量保留率由14.2%提升至27.4%。

抗熔滴型多元有机硅阻燃剂整理锦纶6织物的制备及其性能

为提升锦纶6织物阻燃性能,基于水解缩合反应原理,开发设计多元协效抗熔滴型含磷席夫碱基有机硅阻燃剂,并采用浸渍法对锦纶6织物进行阻燃整理。借助红外光谱、热重分析仪、微型燃烧量热仪、极限氧指数仪、扫描电镜、拉曼光谱及热裂解气质联用仪等技术分别对阻燃锦纶6织物的化学结构、热稳定性、燃烧行为及其燃烧后炭化层与气相热解产物系统研究。结果表明:阻燃锦纶6织物的炭化能力及阻燃性能有效提升,其残炭率可增加至33.9%,且在火焰移开后可快速实现自熄,并未有熔滴产生;相较于锦纶6织物,阻燃锦纶6织物的热释放速率峰值(PHRR)及总释热量(THR)分别下降23.8%及20.4%,火灾安全性有效提升;经水洗20次后,阻燃锦纶6织物仍可实现自熄,其PHRR及THR值相较于锦纶6织物,仍分别下降了14.1%及13.6%。