李小建[1]2006年在《氧化剂与炭化剂改性膨胀阻燃低密度聚乙烯的阻燃性能研究》文中进行了进一步梳理本文主要目的是通过添加氧化剂和成炭剂促进膨胀阻燃低密度聚乙烯成炭,改善体系阻燃性能。以氧指数和水平燃烧法作为考察阻燃性能的手段,主要研究了氧化剂(NH_4)_2SO_4和成炭剂煤、沥青对膨胀阻燃低密度聚乙烯阻燃性能的影响,结合热分析方法,对膨胀阻燃低密度聚乙烯体系热降解过程的化学反应机理、成炭机理等进行探讨。通过扫描电镜观察膨胀炭层的形态和结构,对炭层形态与阻燃效率之间的关系进行了探讨。经过以上一系列的研究得到以下主要结论:(1)添加剂对低密度聚乙烯膨胀阻燃体系有促进作用,其中EVA可增强膨胀型阻燃体系和LDPE间的相容性,提高共混物的断裂伸长率,促进体系成炭。硫酸铵对膨胀阻燃低密度聚乙烯氧化炭化作用明显,其添加量在10～15phr时炭化效果显著。SiO_2含量较低(小于2phr时)可提高共混体系的断裂强度和冲击强度,并有利于硫酸铵-膨胀阻燃低密度聚乙烯系统协同作用。(2)煤单独作为阻燃剂阻燃低密度聚乙烯时,随煤含量的增加,LOI逐渐上升;煤与聚乙烯之间逐步形成了两相具有连续结构聚合物体系。扫描电镜显示,含50phr煤LDPE燃烧时能形成多孔膨胀型炭层。50phr煤阻燃低密度聚乙烯阻燃效果相当于加入传统膨胀剂IFR30phr的效果。(3)在正交实验中,硫酸铵明显恶化复合体系的断裂强度,而煤粉与沥青用量对阻燃低密度聚乙烯的断裂强度无明显影响。方差结果表明,添加剂对体系阻燃性能影响为硫酸铵> SiO_2>蒙脱土>煤。试验中,40phr硫酸铵,30phr煤,1.5phr SiO_2,1.5phr蒙脱土添加到膨胀阻燃聚乙烯时样品的LOI可达30.4。(4)本文所加添加剂对聚乙烯电性能影响不大,基本都能满足行业要求。
李石磊[2]2016年在《凹凸棒协同膨胀体系阻燃LLDPE/EVA复合材料的制备及性能研究》文中提出线性低密度聚乙烯与乙烯-醋酸乙烯酯共聚物共混(LLDPE/EVA)作为电线电缆中常用塑料,应用广泛。但其极限氧指数只有17%,极易燃烧。常用对其阻燃的卤素阻燃剂与环境友好化学相冲突,无机阻燃剂使体系力学损失严重,开发出高效环保的膨胀型阻燃剂成为了研究热点。本文通过熔融共混的方法制备了一系列阻燃复合材料,分别探讨了凹凸棒、复配膨胀体系、凹凸棒协同复配膨胀体系三种阻燃体系对LLDPE/EVA复合材料各项性能的影响。实验综合应用了水平燃烧测试、垂直燃烧测试、极限氧指数测试、扫描电镜(SEM)、热失重分析仪(TGA)、电子万能试验机等检测方法,对复合材料的性能等进行了表征和分析。研究表明,对于凹凸棒阻燃LLDPE/EVA复合材料,随着凹凸棒含量增加,复合材料的拉伸强度小幅提高,阻燃性能提高,材料燃烧后的残炭量也相应增加。燃烧表面伴有膨胀现象。复合材料的在氮气气氛下表现出更好的热稳定性。对于复配膨胀体系阻燃LLDPE/EVA复合材料,随着复配膨胀阻燃体系中膨胀石墨含量增加,复合材料的拉伸强度下降,断裂伸长率下降,阻燃性能先提高后下降。阻燃体系中多聚磷酸铵、三聚氰胺和膨胀石墨配比约为2:1:2,总添加量为30%时,复合材料的垂直燃烧等级达到FV-0标准,极限氧指数达到29.0%。此时对应的复合材料燃烧后炭层表面有最好的致密性。复合材料在空气气氛下表现出更好的热稳定性。对于凹凸棒协同复配膨胀体系阻燃LLDPE/EVA复合材料,随着协同阻燃剂凹凸棒含量的增加,复合材料的拉伸强度降低,断裂伸长率降低,阻燃性能先提高,后下降。凹凸棒添加量为4%,阻燃剂总添加量为25%时,复合材料的垂直燃烧等级达到FV-0标准,极限氧指数达到29.5%。此时复合材料燃烧后表面形成的炭层最规整,致密性最好。复合材料在空气气氛下表现出更好的热稳定性。用KH-550处理后的试样对比发现,处理后复合材料的拉伸强度约提升了10%,断裂伸长率约提升了34%。
李斌, 张秀成, 孙才英[3]2000年在《淀粉对聚乙烯膨胀阻燃体系热降解和阻燃的影响》文中研究说明以淀粉作为膨胀阻燃体系中的成炭剂 ,取代或部分取代了膨胀型阻燃剂 (IFR)中的季戊四醇 (PER) ,研究了淀粉对膨胀阻燃剂及其与线性低密度聚乙烯 (L LDPE)膨胀体系的热降解行为 (TGA)和阻燃性。研究表明 ,聚磷酸铵 (APP)可明显地改变淀粉的热降解行为促进成炭 ;尽管淀粉可提高 IFR的成炭量和膨胀体系的膨胀倍数 ,但它却在一定程度上降低了 LLDPE的膨胀体系的阻燃性 ,也即是降低了极限氧指数 (LOI)和提高了热释放速率峰值(pk-HRR) ,而用淀粉部分取代 PER,对其阻燃性很小 ,可用淀粉部分取代 PER作为膨胀体系中的成炭剂。
葛力天[4]2008年在《高性能膨胀型阻燃复合材料的研制》文中研究指明聚乙烯((PE)作为产量最大的通用塑料之一,其制品大量应用于电线电缆、电子电气设备、家装及汽车等行业。但聚乙烯的氧指数很低,仅为17.8,本身属易燃材料,这极大地限制了PE更广泛的应用。目前对PE的阻燃主要采用卤系阻燃剂和无机金属氢氧化物,但卤素阻燃剂面临着巨大的环境压力,无机金属氢氧化物也由于添加量过大而严重影响材料的物理机械性能。膨胀型阻燃剂则具有无卤、低毒、低烟等优点,而且添加量小,是一种环境友好、高效的阻燃剂,正越来越受到人们的青睐。本课题主要研究膨胀型阻燃剂及其阻燃增效剂对LDPE复合材料力学性能和阻燃性能的影响,研制出高性能的无卤阻燃电缆料。本文比较了Ⅰ型聚磷酸铵(n＞30)和Ⅱ型聚磷酸铵(n＞1000)的基本性质及其阻燃低密度聚乙烯的力学性能和阻燃性能,并研究了微胶囊法改性(密胺树脂包覆)的Ⅱ型聚磷酸铵阻燃低密度聚乙烯对复合材料性能的影响。研究结果表明:Ⅰ型聚磷酸铵和Ⅱ型聚磷酸铵尽管晶型结构、聚合度不同,热稳定性存在差异,但其阻燃低密度聚乙烯的性能基本相同;微胶囊法改性的Ⅱ型聚磷酸铵经扫描电镜分析改善了聚磷酸铵在低密度聚乙烯中的相容性,提高了复合材料的力学性能,试验得出了组成膨胀型阻燃剂的密胺包覆聚磷酸铵与季戊四醇的最佳配比,当两者配比为4/1时,阻燃效果最好。在LDPE中添加膨胀型阻燃剂的基础上,本文引入乙烯—醋酸乙烯共聚物(EVA)以改善阻燃剂与LDPE基体的相容性,并考察了EVA用量对复合材料力学性能和阻燃性能的影响,探讨了EVA作用的规律和机理,得到具有最佳性能的配方。本文比较了多种膨胀型阻燃体系中常用的阻燃增效剂在PE-IFR体系中的效果,研究了其作用的规律和机理,其中,氧化锌、硼酸锌的添加对复合材料阻燃性能的提升较为明显,是PE—IER体系有效的阻燃协效剂。
刘雪莉[5]2013年在《新型膨胀阻燃低密度聚乙烯的制备及性能研究》文中指出低密度聚乙烯(LDPE)易燃,耐水性差,所以需要对其阻燃,并提高耐水性能。论文研究CFA与Si-APP之间的协效作用,并深入探讨该膨胀体系的协效阻燃机理；此外还制备了膨胀部分可生物降解低密度聚乙烯阻燃复合材料。主要研究工作如下：1.针对目前低密度聚乙烯(LDPE)材料无卤膨胀阻燃过程中存在耐水性差的技术难题,采用大分子成炭技术与微胶囊包裹技术相结合的方式,研制新型耐水无卤膨胀阻燃LDPE复合材料,其中成炭剂选用三嗪类衍生物CFA,脱水剂和发泡剂选用硅凝胶包裹的聚磷酸铵(Si-APP)。这种新型的LDPE复合材料不仅具有较高的热稳定性能和阻燃性能,同时也克服了耐水性差的困难。在论文中,为了探寻最佳配比的阻燃体系,需要开展新型耐水膨胀阻燃LDPE复合材料的阻燃性能、热稳定性能、耐水性能以及力学性能的研究工作。实验表明只有当CFA与Si-APP二者以合适比例复配时,体系才能形成致密的膨胀炭层。当CFA/Si-APP=1:3时,氧指数LOI达到最大值29,相比于纯LDPE (17.3)提高了67.63%；热释放率最大值从1479.6kw/m2下降到273.5kw/m2,总热释放量从108.0MJ/m2下降到80.5MJ/m2;同时,这种LDPE复合材料即使经过70℃水浴处理168h后仍能达到UL-94V-0级,具有较高的耐水性能。另外,为了更好的证明上述阻燃体系的优点,在论文中还做了对比实验。用蜜胺包裹的聚磷酸铵(MCAPP)代替Si-APP.同样通过氧指数LOI测试,发现当CFA/MCAPP=1:3时氧指数最大值只有27,比上述合成材料的LOI小。所以,选用硅凝胶包裹的聚磷酸铵具有更好的阻燃效果。2.在论文第二部分通过熔融共混法合成填充竹纤维(BF)的LDPE阻燃复合材料；其中竹纤维不仅在降解方面起到一定作用,同时还充当炭源,Si-APP充当酸源和气源。经过氧指数、垂直燃烧、热重分析、锥形量热仪分析实验可以看到将Si-APP加入含有竹纤维基的部分可生物降解的LDPE复合材料后,材料的阻燃性能和热稳定性能显著提高。当BF/Si-APP=1:1时,氧指数LOI达到最大值28,相比于纯LDPE (17.3)提高了62%；热释放率最大值从1479.6kw/m2下降到383kw/m2,总热释放量从108.0MJ/m2下降到69.95MJ/m2。
邵华[6]2007年在《接枝物的制备及无卤阻燃电缆料的研制》文中提出氢氧化镁是近几年广泛应用的环境友好的新型无机阻燃剂，本文研究分析了单独使用阻燃剂氢氧化镁对材料的阻燃性能、力学性能的影响，分析了氢氧化镁的粒径大小对材料性能的影响。氢氧化镁阻燃剂与聚烯烃相容性差。未经表面处理的氢氧化镁阻燃剂添加到聚烯烃中，会带来力学性能的恶化，因此对氢氧化镁的表面改性是非常必要的。本文采用了脂肪酸类、硅烷类偶联剂、钛酸酯类等偶联剂对氢氧化镁进行表面改性处理，研究了其对LDPE／MH复合体系力学及加工性能的影响。实验表明氢氧化镁经所选用的偶联剂处理后，能显著提高LDPE／MH复合体系的断裂伸长率和拉伸强度，用SEM观察改性前后氢氧化镁在塑料中的分散情况。实验表明，改性后的氢氧化镁已经由亲水性转变为疏水性，改性后水镁粉在LDPE／EVA中分散得更均匀，与LDPE／EVA相容性也提高了。研究表明，要使LDPE的阻燃性能达到一定的要求，MH的添加量要在60％以上，而如此高的添加量对体系的力学性能造成了严重影响。本文研究了红磷、硼酸锌、有机硅等阻燃增效剂对纳米氢氧化镁的协同阻燃作用，减少MH在体系中的含量，确定了红磷和有机硅对氢氧化镁起增效作用的最佳用量。同时筛选出了一组最佳阻燃配方，并对其阻燃性能以及力学性能进行了研究。通过对氢氧化镁复合体系TG、DSC曲线的研究，本文还初步探讨了纳米氢氧化镁及其复合阻燃体系的阻燃机理。同时十溴联苯醚(DBDPO)作为一个阻燃效率高、在电缆中应用广泛的卤素阻燃剂。本文也做了研究，表明在溴锑阻燃体系中，Sb_2O_3是提高LDPE阻燃性能的有效成分。采用同向双螺杆研究了不同融指的复合EVA熔融接枝马来酸酐，考察了引发剂用量，MAH用量对接枝率及熔体流动速率的影响。结果表明，接枝率随着马来酸酐、引发剂用量的增加而增加，熔体流动速率随着引发剂用量的增加减少。通过制备的接枝物添加到阻燃体系中，考察了接枝率对体系性能的影响。与传统阻燃材料相比具有添加量小、无卤、对基体材料性能影响小等特点，高阻燃性能的聚合物／蒙脱土纳米复合材料的开发和相关理论研究受到广泛关注。但是聚合物／蒙脱土纳米复合材料不能满足一般材料阻燃性能的要求，因此需要对聚合物／蒙脱土纳米复合材料进行阻燃改性。
李斌, 孙才英, 张秀成[7]1999年在《用锥形量热仪研究聚乙烯膨胀阻燃体系的燃烧性》文中研究说明利用锥形量热仪在５０ｋＷ·ｍ－２热辐照条件下，研究了含淀粉膨胀阻燃线性低密度聚乙烯（ＬＬＤＰＥ）体系的燃烧性，获得了最大热释放速率、总热释放、有效燃烧热、最大烟产生速率、总烟释放量及质量损失速度等参数．实验结果表明：含淀粉膨胀阻燃剂能明显降低ＬＬＤＰＥ的热释放速率、总热释放和有效燃烧热，淀粉作为膨胀型阻燃剂中的成炭剂，可以部分代替季戊四醇，而对热释放速率影响不大，达到了阻燃和降低成本的目的．该膨胀体系使烟释放变得缓慢，但总烟释放量明显增大．在燃烧时使ＬＬＤＰＥ更早地发生热降解，但热降解速度变得缓慢
刘漫[8]2012年在《有机硅阻燃剂的合成及在PBT中的协同阻燃研究》文中进行了进一步梳理随着高分子材料工业的迅速发展，阻燃剂和阻燃材料的研制、生产及应用也得到快速发展。由于材料性能和环保的要求越来越严格，一些阻燃剂已经不能满足实际应用中的要求，开发和应用具有环保、低毒、高效和多功能化的无卤化的阻燃剂成为当今阻燃剂的发展趋势。有机硅阻燃剂具有的一系列优异的性能和环保兼容性，使其开发和应用前景十分巨大。有机硅阻燃剂在PC、PC/ABS合金中应用阻燃效果较好，但有机硅阻燃剂与聚烯烃共混，其阻燃性能很少能达到UL94V-0级。因此，本文在前人研究的基础上，将有机硅阻燃剂与其他阻燃物质复合，它们之间的协同作用会提高有机硅阻燃剂的阻燃性能，并扩大其适用范围。本文主要研究了以下几个方面：（1）以苯基硅烷、甲基硅烷以及氨基硅烷为原料，合成了含有不同侧基的有机硅树脂。通过FT-IR表征了三种不同类型有机硅树脂的结构，并通过动力学分析和TG-FTIR分析了有机硅树脂的热降解过程。（2）为了选择阻燃效果最好的有机硅树脂，将不同种类有机硅树脂以不同的添加量与PBT共混，研究表明Ph/Me为8:2碱催化甲基苯基硅树脂作为阻燃剂性能更优，且单独添加有机硅树脂的量不应超过10%。（3）采用APP与MCA组成的膨胀阻燃体系与碱催化甲基苯基有机硅树脂复合阻燃PBT时，通过氧指数测试表征了阻燃性能，且通过热失重和CONE分析均证实了有机硅树脂与APP与MCA组成的膨胀阻燃体系有协同阻燃作用。但在较低温度下协同作用不明显且使PBT的力学性能大幅下降，因此这种复配体系并不是最优选择。（4）将碳酸钙与碱催化甲基苯基有机硅树脂复合加入PBT中，随有机硅树脂用量的增加，体系的LOI先提高后降低，有机硅树脂的添加量为3%时达到最佳，体系的LOI值最高，且拉伸强度和弯曲强度有所提高。热失重分析与CONE分析结果也证实了有机硅树脂与碳酸钙之间的协同阻燃作用，另外，采用SEM观察了PBT/CaCO_3/Si体系燃烧形成的膨胀炭层结构。
王苏娜[9]2003年在《矿用阻燃、抗静电超高分子量聚乙烯复合材料的研究》文中进行了进一步梳理超高分子量聚乙烯(UHMWPE)是一种综合性能优异的热塑性工程塑料,该材料具有极高的耐磨性和耐冲击性,优良的耐应力开裂性和腐蚀性,尤其在煤矿中的应用十分广泛,是一种极为有推广价值的新材料。但是欲将UHMWPE材料在井下使用,必须首先解决该材料的阻燃、抗静电问题。塑料的阻燃改性一直是近年来人们研究的热点。由于环保呼声日益增高,故其主要趋势是向无卤阻燃方向发展。膨胀型阻燃剂IFR(Intumescent Flame Ratardant)它具有:1.高阻燃性,无熔滴滴落行为,对长时间或重复暴露在火焰中有极好的抵抗性;2.无卤,无氧化锑;3.低烟、无毒、无腐蚀性气体产生等优点。因此IFR基本上克服了传统阻燃技术中存在的缺点,被誉为阻燃技术的一次革命。本文作者通过向UHMWPE中添加由碳源为聚磷酸铵,酸源为季戊四醇,发泡源为三聚氰胺组成的膨胀型阻燃剂,经过合理的物料处理工艺和加工工艺,可得到阻燃剂分散性较好,阻燃效果也好的模压UHMWPE配方,其氧指数为28-40。通过运用SPSS10.0软件,对实验数据进行统计分析,建立数学模型,得到UHMWPE阻燃性能与膨胀型阻燃剂各成分添加量的多元回归方程式,并通过MATLAB6.0软件对模型进行优化处理从而得到最优配方。通过热分析TGA讨论了膨胀型阻燃剂阻燃UHMWPE的阻燃机理:UHMWPE-IFR体系的阻燃作用来源于膨胀碳层的形成,膨胀碳层的形成使聚合物隔热、隔氧,并阻止聚合物分解出的可燃气体逸入燃烧气相。因此,其阻燃作用<WP=6>主要属于凝聚相机理;APP、MN等分解时产生的NH3、H2O等不燃性气体,这些气体在能被捕集之前逸出到材料表面的气相,稀释了可燃气体的浓度;膨胀碳层的形成,起到阻止热传递的壁障作用,把聚合物基质与燃烧区隔开。采用导电填料碳黑填充改善UHMWPE的抗静电性,发现一种经过特殊处理的碳黑在填充量较小时(3%)即可达到煤炭部应用要求,并通过煤炭部MT113-95标准。本文创新之处:(1)第一次将膨胀型阻燃剂成功阻燃UHMWPE;(2)在此基础上进一步研制阻燃、抗静电UHMWPE复合材料并通过煤炭部MT113-95标准;(3)第一次将SPSS及MATLAB软件运用到阻燃配方的优化设计中;(4)通过热分析技术对膨胀型阻燃UHMWPE的阻燃机理进行初探。
韦宝权, 洪晓东, 梁兵[10]2012年在《无卤膨胀复合阻燃低密度聚乙烯/乙烯-醋酸乙烯酯共混物的研究》文中指出分别采用三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)、微胶囊红磷(MCP)以及氢氧化镁[Mg(OH)2]等与膨胀型阻燃剂PNP进行复配,研究了不同阻燃剂及其配比对低密度聚乙烯/乙烯-醋酸乙烯酯(PE-LD/EVA)共混物的阻燃和力学性能的影响。结果表明,在PE-LD/EVA为70/30的基体树脂中,当复合阻燃剂的含量为35%时,PNP/MCA的最佳配比为3/2,阻燃材料的极限氧指数为30.8%;PNP/MCA/MCP的最佳比例为24/16/4,阻燃材料极限氧指数为32.3%;PNP/MCA/MCP/Mg(OH)2的最佳比例为24/16/4/22,阻燃材料的极限氧指数为30.9%,垂直燃烧达到UL 94V-0级,拉伸强度为11.1MPa,断裂伸长率为80.6%。
参考文献：
[1]. 氧化剂与炭化剂改性膨胀阻燃低密度聚乙烯的阻燃性能研究[D]. 李小建. 苏州大学. 2006
[2]. 凹凸棒协同膨胀体系阻燃LLDPE/EVA复合材料的制备及性能研究[D]. 李石磊. 湘潭大学. 2016
[3]. 淀粉对聚乙烯膨胀阻燃体系热降解和阻燃的影响[J]. 李斌, 张秀成, 孙才英. 高分子材料科学与工程. 2000
[4]. 高性能膨胀型阻燃复合材料的研制[D]. 葛力天. 北京化工大学. 2008
[5]. 新型膨胀阻燃低密度聚乙烯的制备及性能研究[D]. 刘雪莉. 安徽理工大学. 2013
[6]. 接枝物的制备及无卤阻燃电缆料的研制[D]. 邵华. 合肥工业大学. 2007
[7]. 用锥形量热仪研究聚乙烯膨胀阻燃体系的燃烧性[J]. 李斌, 孙才英, 张秀成. 高等学校化学学报. 1999
[8]. 有机硅阻燃剂的合成及在PBT中的协同阻燃研究[D]. 刘漫. 青岛科技大学. 2012
[9]. 矿用阻燃、抗静电超高分子量聚乙烯复合材料的研究[D]. 王苏娜. 北京化工大学. 2003
[10]. 无卤膨胀复合阻燃低密度聚乙烯/乙烯-醋酸乙烯酯共混物的研究[J]. 韦宝权, 洪晓东, 梁兵. 中国塑料. 2012
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