植物纤维基阻燃薄页材料的研究进展

归纳了高分子聚合物添加阻燃剂,包括卤素、金属氢氧化物、磷系、氮系、硼系、硅基和纳米基等阻燃剂及在纤维材料中的应用。重点介绍了基于造纸法制备植物纤维基阻燃薄页材料的研究进展,阐述了制备方法的优缺点及规模化生产植物纤维基阻燃薄页材料的适用方法,并对其制备方法和相关阻燃剂发展方向进行了展望。

硬质聚氨酯泡沫材料用无卤阻燃剂的研究进展

聚氨酯常用卤系阻燃剂存在燃烧时释放卤化氢腐蚀性气体及有毒有害物质的问题,危害人体健康。近年来,无卤阻燃剂以无卤、低烟、环保的优势,已逐渐替代卤系阻燃剂用于硬质聚氨酯泡沫阻燃。该文介绍了添加型阻燃剂和反应型阻燃剂最新研究进展,重点概括了添加型无机阻燃剂(如金属氢氧化物及氧化物、无机磷系、无机硅系及其协同阻燃剂、纳米材料)、添加型有机阻燃剂(如有机氮系、有机磷系、有机硅系及有机硅系及其协同阻燃剂)、膨胀型阻燃剂(可膨胀石墨、氮、磷膨胀型阻燃剂)及含氮、磷、硅的反应型阻燃剂的特点、阻燃机理及其对硬质聚氨酯泡沫阻燃性能的影响;对聚氨酯泡沫用无卤阻燃剂阻燃机理进行了阐述;最后,对聚氨酯泡沫用无卤阻燃剂今后发展的热点进行了展望。

DOPO基反应型阻燃剂的制备及其阻燃热塑性聚氨酯

以10-(2,5-二羟基苯基)-10-氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO-HQ)和甲苯二异氰酸酯(TDI)为原料,通过加成反应成功制备了含端异氰酸酯基的DOPO基反应型阻燃剂(DRFR),并将其引入到热塑性聚氨酯(TPU)基体中,从而制备阻燃TPU复合材料,并对TPU/DRFR复合材料的阻燃性能、燃烧行为、热降解性能和力学性能进行研究。结果表明,当DRFR的质量分数为26%时,TPU/DRFR复合材料的阻燃等级达到UL 94 V-0级,极限氧指数达27.6%,且熔滴得到了明显的抑制。DRFR的引入促进了TPU基体的提前降解炭化,从而使TPU/DRFR复合材料表面形成了致密、均一且坚硬的炭层,其有效地在固相中发挥了“挡板”作用,使得TPU/DRFR复合材料的热释放速率峰值和总热释放量与纯TPU相比分别降低了49.64%和34.65%。与此同时,DRFR在分解过程中,产生的含磷自由基和惰性气体有效地在气相中发挥了抑制作用,从而使得TPU/DRFR复合材料获得了优异的火安全性能。此外,DRFR的引入对TPU分子链段起到了交联作用,显著增强了TPU复合材料的拉伸强度。

催化热分解法制备含P-C键多元异氰酸酯的研究

以二(N-甲氧羰基氨甲基)苄基氧化膦(BCBPO)和三(N-甲氧羰基氨甲基)氧化膦(TCPO)为原料,采用热重法筛选了热分解催化剂,通过催化热分解法制备了含P-C键多元异氰酸酯,并分别采用TG-GC-MS联用法和变温红外光谱法分析了催化热分解BCBPO和TCPO的气态产物和凝聚态产物。结果表明,相对于直接热分解,氧化锌为催化剂热分解BCBPO和TCPO的热分解温度分别降低了29℃和25℃;BCBPO、TCPO在氧化锌催化作用下第一阶段热分解的气态产物为甲醇、凝聚态产物为异氰酸酯;红外光谱分析结果显示,在氧化锌催化作用下,TCPO热分解的凝聚态产物与苯胺反应的固体产物为相应异氰酸酯TPI与苯胺反应的产物脲。

阻燃硬质聚氨酯泡沫的进展

硬质聚氨酯泡沫(RPUF)为多元醇与异氰酸酯通过加聚反应制备的高分子材料,由于其具有低导热性、显著的力学性能,并且,质地轻盈,被广泛应用于各个领域。但是,硬质聚氨酯泡沫具有特殊的多孔结构和大量的碳氢链段,极易燃烧,并且,在燃烧过程中释放CO、NO_(x)及HCN等有毒气体,使其在使用过程中存在极大的火灾安全隐患,需要进行阻燃处理。目前,阻燃方法主要有反应型阻燃、添加型阻燃和纳米复合等,通过叠加使用上述方法,实现协效阻燃、催化成炭、减烟抑毒的目的,有效地降低了复合材料燃烧时的热危害和毒性危害。基于阻燃机理,进一步分析国内外添加型阻燃剂、反应型阻燃剂、结构型阻燃剂、涂层型阻燃的研究现状及存在的问题,并且,阐述了生物质基聚氨酯泡沫的研究进展。最后,对硬质聚氨酯泡沫的发展前景进行展望。

PA66阻燃改性研究进展

尼龙66(PA66)材料的阻燃改性对进一步拓展其应用具有重要意义。简述了PA66的阻燃策略与评价方法。详细总结了PA66阻燃改性的研究进展,包括共混改性、本体阻燃和表面处理等。探讨了阻燃PA66的研究趋势、面临的主要挑战及未来发展前景。

共聚阻燃尼龙材料研究进展

共聚阻燃尼龙可以有效解决尼龙可燃性和燃烧熔融造成火势扩散的问题,在航天航空、建筑、纺织等领域中有着重要的应用前景。对尼龙主要的阻燃改性方法进行了介绍,详细阐述磷系阻燃尼龙、氮系阻燃尼龙、协效阻燃尼龙等新型共聚阻燃尼龙材料的研究与应用进展,并从阻燃性能、综合性能、阻燃剂的研发角度对阻燃尼龙材料的发展进行了展望。

以环氧大豆油为反应型相容剂制备超韧阻燃聚乳酸复合材料

聚乳酸(PLA)的脆性与易燃性限制了其更为广泛的应用。文中以9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)为阻燃剂、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)为增韧剂、环氧大豆油(ESO)为反应型增容剂,研究了ESO的加入对PLA/PBS/DOPO复合材料性能的影响。力学性能测试、差示扫描量热分析、热重分析、动态力学热分析、扫描电子显微镜、极限氧指数(LOI)及垂直燃烧(UL-94)等测试结果表明,ESO明显提高了PLA与PBS间的相容性。PLA/PBS/ESO/DOPO(79/10/6/5)复合材料的综合性能最为优异,断裂伸长率达到了153.12%,较纯PLA提升了30倍,拉伸强度为34.44 MPa,冲击强度为18.13 k J/m^(2),增韧效果显著;LOI达到了26%,UL-94测试达到了V-0级别,获得了同时具有优异力学性能和阻燃性能的复合材料。

DOPO基反应型阻燃剂的合成与应用研究进展

按酚类、丙烯酸酯类、胺类、苄醇类、脂肪醇类、环氧化合物类、酐和酸类等,对9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)基反应型阻燃剂的合成与应用研究进行了综述。

反应型DOPO衍生物阻燃环氧树脂的研究进展

环氧树脂是目前用量最大的一类热固性材料,凭借优异的机械强度、稳定性、粘接性和电气绝缘性,广泛应用于涂料、汽车、电子电气、航空航天等领域。但环氧树脂容易燃烧,存在严重的火灾隐患,对其进行阻燃改性已成为重要的研究方向。9,10-二氢-9-氧杂-10-膦菲-10-氧化物(DOPO)分子中具有高活性的P—H键,可制备出具有反应活性的多种衍生阻燃固化剂或本征型阻燃环氧单体,通过参与环氧树脂的固化交联过程,提高环氧树脂的阻燃性能,且在燃烧过程中不释放有害气体,因此具有长期储存稳定性和耐迁移等优点。综述了近年来国内外在反应型DOPO衍生物的合成及其对环氧树脂阻燃性能、阻燃机理的研究进展,并展望了DOPO阻燃领域的研究方向。

无卤本质阻燃环氧树脂

本质阻燃高聚物阻燃效能持久,不存在挥发、溶出及迁移的问题,且可实现分子内协同阻燃效应,又为环境兼容,故近年日益崭露头角。文中论述无卤本质阻燃环氧树脂的一些制备方法及性能,且涉及的主要是分子中含DOPO侧基及含磷酸酯基的两类本质阻燃环氧树脂。

溴化环氧树脂阻燃剂的热性能及其应用

考察了三种溴化环氧树脂阻燃剂 (自制 ,相对分子质量分别为 2 .5× 10 4、4.3× 10 4和 6.1× 10 4)的热性能。其热分解温度均在 3 10℃以上 ,热分解温度随着相对分子质量的增加略有下降。同时也研究了三者阻燃ABS树脂的阻燃性能及物理力学性能。其阻燃性能与十溴二苯醚相当 (UL94V 0级 ) ,对ABS树脂的冲击强度影响较大 (十溴二苯醚也有同样的影响 ) ,但ABS的其他物理力学性能受影响较小。高相对分子质量溴化环氧树脂阻燃剂可以作为十溴二苯醚较理想的替代品。

反应性三源一体膨胀型阻燃剂阻燃聚丙烯的阻燃机理

利用自制的集"酸源、碳源、气源"于一体的反应性膨胀型阻燃剂EADP制备阻燃聚丙烯(PP),通过红外、锥形量热及扫描电镜法研究了EADP的阻燃机理。结果表明,阻燃PP燃烧时"三源"协同发生化学变化,迅速结炭和释放出NH3、H2O等不燃性气体,使阻燃PP形成内部多孔、表面致密的炭层,减少了挥发物中可燃气体的比例,突显出凝聚相和气相阻燃机理的作用。与原料PP相比,阻燃PP燃烧参数发生了很大变化,如加入质量分数25%EADP阻燃PP,峰值热释放速率(PHRR)、平均热释放速率(MHRR180)、平均有效燃烧热(av-EHC)、平均比消光面积(av-SEA)、火势增长指数(FIGRA)分别降低了65.50%、70.52%、19.51%、72.30%、82.25%,峰值热释放速率时间(TPHRR)是原料PP的1.9倍,呈现出优良的阻燃、抑烟效果。

环三磷腈类阻燃剂的合成及应用研究进展

简要介绍了制备环三磷腈类阻燃剂所需起始原料六氯环三磷腈的合成方法、合成及取代反应机理;介绍了环三磷腈阻燃剂的阻燃机理;着重阐述了近20年间反应型的羟基/氨基环三磷腈、环氧基环三磷腈、含不饱和双键的环三磷腈、羧基环三磷腈阻燃剂,以及添加型烷氧基环三磷腈、芳氧基环三磷腈的合成及阻燃应用,同时综述了其应用材料的热稳定性能和阻燃性能,并对其发展趋势作了总结和展望。

合成反应型磷酸酯及其对TPU阻燃和力学性能的影响

合成了带双羟基磷酸酯BBHP(butyl bis(4-hydroxybutyl)phosphate),并研究了BBHP不同用量对合成的阻燃聚氨酯弹性体的阻燃和力学性能的影响。随着BBHP用量的增加,聚氨酯弹性体的阻燃性能提高,100%引张应力、拉伸强度、伸长率均不断下降,撕裂强度在BBHP添加量为12%时达到最大值。当BBHP用量在10%～12%,聚氨酯弹性体的氧指数达到27以上,力学性能和颜色均满足聚氨酯弹性体的要求。

反应型阻燃环氧树脂的研究进展

综述了近年来国内外反应型阻燃技术用于环氧树脂的研究进展,主要从阻燃固化剂和本质阻燃环氧树脂两个方面对环氧树脂反应型阻燃技术进行了介绍,指出了环氧树脂反应型阻燃技术的最新发展方向,并简述了阻燃环氧树脂的品种和性能。

反应型阻燃剂N,N-二羟乙基胺甲基磷酸二乙酯及其阻燃试验

以三氯化磷与无水乙醇反应制得亚磷酸二乙酯 ,最佳反应条件为 :反应温度 2 5℃ ,C2 H5 OH∶ PCl3 摩尔比为 3.3∶ 1 ,进而以亚磷酸二乙酯与甲醛和二乙醇胺反应 ,合成了反应型有机磷阻燃剂 N,N 二羟乙基胺甲基磷酸二乙酯 ,最佳反应条件为 :反应温度 35℃ ,物料配比为 1∶ 1∶ 1 (摩尔比 )。制备了含此阻燃单体的不饱和聚酯和软泡聚氨酯。水平燃烧试验表明其阻燃效果明显 :阻燃不饱和聚酯达到 GB2 4 0 880 / ;阻燃聚氨酯达到 GB 2 4 0 880 / 4 0 mm。

反应型含磷氮元素的聚硅氧烷的制备及其对棉织物拒水阻燃性能研究

将N-羟甲基-3-(二甲氧基膦酰基)丙酰胺、氢氧化钠、碘丁基硅油(IBu-PDMS)为原料,合成了反应型的具有拒水阻燃双重功能的碘丁基-co-N-甲氧基-3-(二甲氧基膦酰基)丙酰胺聚硅氧烷〔(IB-co-N-MDPA)PDMS〕,其与棉织物能以共价键结合,利用FTIR、1 H NMR表征了其结构。利用TGA、氧指数仪分析了拒水阻燃多功能棉织物的热性能及其阻燃性与阻燃机理,通过测定其接触角表征其拒水性。结果表明,制备的(IB-co-N-MDPA)PDMS与棉纤维反应,使棉织物有拒水性能,它实际上控制了棉纤维的热裂解,使纤维发生脱水炭化,促进了炭化层的形成,最后的残炭量由10.5%提高至42.4%,棉织物的极限氧指数从18提高到28,拒水等级为90,接触角从88.37°提高到119.73°。

原位反应增容技术制备非卤阻燃聚丙烯的研究

以多聚磷酸铵 (APP)和三聚氰胺 (MEL)为主阻燃剂 ,采用原位反应增容技术制备了非卤阻燃聚丙烯 ,从阻燃性能的角度对该有机膨胀型阻燃体系进行了优化探讨 ,并对原位反应的引发体系进行了初步筛选。结果表明 ,BPO和DCP体系都能引发原位反应 ,而且当阻燃母粒中m (APP) /m (MEL)为 5 /1、每 10 0g聚丙烯加入 15g季戊四醇时 ,可制得氧指数达 2 9%以上的非卤阻燃聚丙烯。

新型含氮反应型阻燃剂的合成与表征

以间苯二甲腈、双氰胺、乙醇胺为原料,以氢氧化钾、乙酸锌为催化剂,在有机溶剂中通过两步反应合成了一种新型含氮反应型阻燃剂—6-[3-(2-噁唑啉基)苯代]-1,3,5-三嗪环-2,4-二胺,产率达84%。采用红外光谱、核磁共振氢谱对其结构进行了表征,并采用热失重分析测试了其热行为。结果表明,该化合物具有较好的热稳定性,700℃时的残炭率为13.23%。