基于ReaxFF反应力场的膨胀阻燃体系热解反应机制研究

采用ReaxFF反应分子动力学模拟添加不同膨胀阻燃体系的聚丙烯(PP)的热解过程,从分子水平探究嵌段共聚物(PAPO⁃MP)与共混(PAPP/MPP)2种状态下阻燃体系的热解反应机制。结果表明,模拟热重曲线与实验结果误差低于2.1%;加入膨胀阻燃体系后,反应活化能从200.16 kJ/mol分别降至154.64 kJ/mol(PAPO⁃MP)和159.14 kJ/mol(PAPP/MPP),说明阻燃剂优先反应从而保护基材;气体小分子数量分别减少10%(PAPO⁃MP)和17.5%(PAPP/MPP),P—O—P结构可以促进大分子团聚物生成,从而降低有毒有害气体生成及提高残炭质量;添加PAPO⁃MP比添加PAPP/MPP的体系势能平均降低11.6×10^(3)kcal/mol,因此添加嵌段共聚物材料稳定性更优。

聚丙烯无卤阻燃体系的研究

采用红磷、氢氧化镁、聚磷酸铵、季戊四醇、三聚氰胺等无卤阻燃剂,构成多种阻燃体系对聚丙烯进行了阻燃研究,结果表明:聚磷酸铵、季戊四醇、三聚氰胺、红磷之间具有很好的阻燃协同作用。

膨胀型防火涂料阻燃体系研究进展

膨胀型防火涂料是一种涂敷在基材表面,遇火能够反应生成厚度远高于原涂层的炭层,从而减少热量向基材传导,提高被防护基材耐火极限的功能涂料。膨胀型防火涂料中的阻燃体系包括膨胀型阻燃体系与非膨胀型阻燃剂,本研究综述了阻燃体系的研究现状及阻燃机理,并对阻燃体系的发展趋势提出了建议。

分子筛在无卤膨胀阻燃体系中的协效催化作用

考察了分子筛在自制膨胀型阻燃体系(IFR)中的协效催化作用。利用添加分子筛的IFR对聚丙烯(PP)进行阻燃。运用扫描电子显微镜、垂直燃烧仪等对膨胀阻燃PP体系的表面形态和性能进行了研究。结果表明,阻燃PP加入不同的分子筛后,燃烧级数达到V-0级,氧指数最高增加17.86%,有明显的成炭效果,可获得良好的阻燃性能。

SiO_2和Al_2O_3对PP/APP/PER膨胀阻燃体系的协同作用

聚丙烯/聚磷酸铵/季戊四醇(PP/APP/PER)是一典型的无卤膨胀体系,文中结合氧指数(LOI)及热失重分析(TGA)实验配合锥形量热仪(CONE)研究了SiO2和Al2O3对该膨胀体系阻燃、抑烟的协同作用。与文献[1]的比较表明,不具有分子筛笼形结构的SiO2或Al2O3同样也具有促进PP/APP/PER体系凝缩相快速成灰、稳定炭层、降低热释放及烟释放的作用;说明硅铝酸盐的物理结构不是影响膨胀阻燃协同作用的主要因素。

分子筛对聚丙烯膨胀型阻燃体系热降解行为的研究

研究了分子筛 (Zeolite 4 A、13X、Mordenite、ZSM- 5 )在聚磷酸铵 /季戊四醇 (APP/ PER)膨胀阻燃剂中的热降解行为。 TG研究表明 ,APP/ PER体系加入分子筛后 ,体系的热失重速率峰值降低 ,热失重速率峰发生了位移。将 APP/ PER- Zeolite作用于 PP形成的膨胀阻燃体系 ,PP参与了成炭 ,5 0 0℃后残炭量显著增加 ,高于 5 5 0℃时残炭稳定。实验证实了在高温下 ,分子筛可作为膨胀阻燃体系的催化剂 ,能促进体系交联和成炭 ,可使体系的阻燃行为得到改善 ,其中 4 A分子筛对 PP的协同作用最大 ,L OI达37% ,比纯 PP提高了 9个单位。

红磷膨胀阻燃体系阻燃聚甲醛的研究

采用膨胀阻燃体系(IFR)对聚甲醛(POM)进行阻燃改性,研究了不同阻燃体系的阻燃效果、熔体流动速率和力学性能。结果表明,膨胀阻燃体系能显著提高POM阻燃性能,且POM/红磷/聚酯型聚氨酯/三聚氰胺尿酸盐=65/20/10/5时,综合效果最佳,可以达到离火自熄,点燃过程中形成的炭层明显,而且力学性能降低最少,加工性能最好,增容剂KT-3对体系的增容效果最明显,力学性能最佳。

阻燃体系对涂料防火性能影响的研究

本文采用正交设计法对影响涂料防火性能的膨胀阻燃体系进行了系统研究。选取其中对涂料的理化性能和防火性能影响较大的组分，如以聚磷酸铵（ＡＰＰ）、三聚氰胺（ＭＥＬ）、季戊四醇（ＰＥ）、７０１氨基树脂（７０１Ａ）、氯化石蜡（ＣＰ）等为对象，考察了每个因子及因子间交互作用对防火性能的影响。最后，对所产生的最佳配方进行了实验验证、中试和工业生产。大板燃烧结果表明，该涂料的防火性能达到国家一级标准，与模拟大板试验法预期结果一致。

TAP/OMMT复配阻燃体系在NR中的应用

研究磷酸三芳基酯(TAP)/有机改性纳米蒙脱土(OMMT)复配阻燃体系在NR中的应用效果。试验结果表明:复配阻燃体系有效提高了NR的热稳定性和阻燃性能,相应复合材料的物理性能和耐磨性能较优;阻燃机理分析表明,TAP和OMMT的磷-硅协同效应增强了NR体系的阻燃效果。

多元阻燃体系对HDPE的阻燃研究

本文研究了氢氧化铝[Al(OH)_3] 、l,2-双三溴苯氧基乙烷(FR-3B)、氧化锑(Sb_2O_3)三元复合体系对HDPE阻燃性能和拉伸性能的影响,还研究了在该三元体系中,加入CPE时,HDPE的阻燃及拉伸性能的变化.实验结果表明,上述两阻燃体系均能使HDPE具有良好的阻燃性,但材料的拉伸强度和伸长率有一定程度的下降.

膨胀阻燃体系对防火涂料防火性能的影响

主要研究P-C-N膨胀阻燃体系、膨胀石墨配合P-C-N膨胀阻燃体系、鳞片石墨配合P-C-N膨胀阻燃体系,对膨胀型防火涂料的防火性能影响,以及不同膨胀倍数的膨胀石墨、不同含量的膨胀石墨和鳞片石墨,对防火涂料防火性能的影响。结果表明,P-C-N膨胀阻燃体系对膨胀型防火涂料的热释放性能起决定性作用。同时,在膨胀型防火涂料中添加一定比例的膨胀石墨配合P-C-N膨胀阻燃体系,可提高防火涂料膨胀碳层致密性和均匀度,增加其阻燃性能。

含磷酸三甲苯酯、三氧化二锑和三氧化钼的高效、低烟复合阻燃体系在聚氯乙烯电缆料的应用

研究了聚氯乙烯电缆料配方中磷酸三甲苯酯、三氧化二锑和三氧化钼复合阻燃体系的阻燃性和消烟性能。结果表明,采用磷酸三甲苯酯、三氧化二锑和三氧化钼(TCP/Sb2/MoO_3)三元复合体系比它们的单独使用或双组分并用有更优良的阻燃和抑烟效果,复合阻燃体系的固体用量仅用7份即可获得高达32．5%的氧指数。

填料对不同膨胀型阻燃体系的影响

对比了聚丙烯(PP)基体中,不同填料对聚磷酸铵(APP)-季戊四醇(PER)与磷酸胍(GP)-PER膨胀型阻燃(IFR)体系产生的不同影响,并以填料Si O2、Ca CO3、Sb2O3以及Al2O3为代表,进行了研究。极限氧指数(LOI)结果表明填料与APP-PER体系复配后,LOI提高,并产生协同作用,但与GP-PER体系复配后,LOI降低,产生拮抗作用。SEM-EDS结果表明,填料加入APP-PER体系后改善了炭层致密性,炭层中的填料被大量可溶性含磷降解产物(PDPs)包覆、粘结,而填料加入GP-PER体系后却富集在炭层表面,破坏炭层致密性。X射线衍射结果表明,GP-PER体系的炭层表面富集的粒子为填料本身或相应磷酸盐以及聚磷酸盐。热失重、离子色谱等测试表明,在2种IFR体系产生的炭层中,PDPs的含量和性状差异较大,应是填料对炭层产生协同或拮抗作用的关键因素之一。

PVC及其阻燃体系LOI值随温度变化的规律

研究了PVC及其阻燃体系的LOI值随温度变化的规律,并从热分解动力学及热释放角度分析了影响这种规律的原因。实验结果发现虽然PVC+Cu2O体系的常温氧指数明显高于PVC+MoO3体系,但在高温下后者的LOI值反而超出前者。这表明在实际火灾发生时,MoO3的阻燃作用可能要优于Cu2O。

膨胀阻燃体系对钢结构防火涂料性能影响的研究

以醋叔乳液(VAc-VeoVa)为成膜物质,聚磷酸铵/季戊四醇/三聚氰胺/可膨胀石墨(APP/PER/MEL/EG)为膨胀阻燃体系(IFR),研究IFR及其与VAc-VeoVa的比例对防火涂料性能的影响。通过模拟大板燃烧法、耐水性能测试、扫描电镜等技术或分析手段对防火涂料进行了测试与表征。正交实验直观分析结果表明,IFR中对防火涂料的影响顺序依次为:APP>EG>PER>MEL,最佳配比为APP∶PER∶MEL∶EG=22∶8∶8∶4.5。当VAc-VeoVa的用量为30%,IFR的用量为40%时,防火涂层的耐水性最佳,防火性能最好。

环境友好型阻燃体系的研究现状与展望

针对阻燃体系的研究现状,提出了环境友好型阻燃体系的标准,并综述了各环境友好型阻燃体系(包括膨胀型阻燃剂、成炭型阻燃剂、聚合物/纳米复合阻燃剂、硅系阻燃剂、新型卤系阻燃剂和高效低毒阻燃剂)的阻燃机理和研究现状,指出了其发展方向,可为高效绿色阻燃材料的研发提供理论依据。

膨胀型阻燃体系在沥青中协同阻燃作用的研究

采用氧指数测定(LOI)对道路阻燃沥青中膨胀型阻燃剂(IFR)、可膨胀石墨(EG)以及两者协同体系(IFR-EG)的阻燃效果进行了考察,同时采用扫描电镜(SEM)技术手段对阻燃机理进行了分析。结果表明,EG与IFR体系复配后有很好的协同阻燃效果,制得的阻燃沥青氧指数明显升高,热稳定性能增强,燃烧后形成膨胀多孔均质碳层。扫描电镜(SEM)结果表明,膨胀型阻燃体系在道路沥青中的协同阻燃机理在于凝聚相成炭,即能促进聚合物成碳,沥青表面膨胀率明显提高。

OMMT对溴-锑阻燃体系成炭性能的影响

利用有机蒙脱土(OMMT)协同溴代环氧树脂(BER)、三氧化二锑(Sb2O3)制备OMMT-溴-锑阻燃长玻纤增强尼龙6复合材料(OMMT/FR/LGF/PA6)与溴-锑阻燃长玻纤增强尼龙6复合材料(FR/LGF/PA6)对比,通过极限氧指数(LOI)、垂直燃烧(UL94)、锥形量热分析(CONE)、红外光谱分析(FTIR)、扫描电镜(SEM)等方法研究了OMMT协同溴-锑对长玻纤增强尼龙6复合材料成炭性能影响。结果表明,在OMMT添加量为3%,BER与Sb2O3的添加量为9%时,可使OMMT/FR/LGF/PA6复合材料的阻燃等级达到FV-0级,LOI为25.8%,与BER与Sb2O3添加量为12%时,FR/LGF/PA6的阻燃等级一致,且LOI仅为23.9%。锥形量热分析表明,OMMT能促进溴-锑阻燃体系燃烧后的成炭率,红外光谱分析表明,该炭层能保留尼龙6与蒙脱土的基本结构,但是OMMT-溴-锑阻燃体系燃烧后生成的炭层质量并不高,并易生成具有絮状结构的蓬松炭层,故LOI增加幅度并不大。

聚合物膨胀阻燃体系研究进展

阐明了膨胀阻燃剂的组成、选择准则及作用机理 。

苯乙烯类聚合物阻燃及阻燃体系的增韧研究进展

对苯乙烯类的高分子材料 (包括聚苯乙烯、高抗冲聚苯乙烯和丙烯腈 -丁二烯 -苯乙烯共聚物 )的阻燃及阻燃后的增韧研究进展进行了综述。对此种聚合物材料的常用阻燃方法的优缺点进行了简单分析 。