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四川大学王玉忠小组高分子材料无卤阻燃研究取得突破

中国材料进展

在国家自然科学基金等项目的长期支持下，四川大学教授王玉忠带领团队在高分子材料无卤阻燃化的基础研究方面获重要进展，并取得一些关键技术的突破，成功地解决了一些高分子材料的高效无卤阻燃问题，有效地协调了阻燃性与无卤化、保持其他性能和降低成本的矛盾，并成功应用于多个领域。

关键词: 高分子材料 , 无卤阻燃 , 四川大学 , 国家自然科学基金 , 基础研究 , 阻燃化 , 无卤化 , 阻燃性

一种含有硅磷杂化物的环氧树脂固化物的热性能与阻燃性能

魏振杰 , 刘伟区 , 李宏静 , 马松琪

高分子材料科学与工程

利用γ-环氧丙氧基三甲氧基硅烷与磷酸合成了一种含磷硅烷偶联剂,将其与正硅酸乙酯和甲基三乙氧基硅烷反应得到一种硅磷杂化物（HSP）。将HSP加入到双酚A型环氧树脂,以4,4′-二氨基二苯基甲烷为固化剂制备了一种含有硅磷杂化物的环氧树脂固化物。对此固化物的玻璃化转变温度（Tg）、热降解性能和极限氧指数（LOI）进行了测试。结果显示,该固化物的热性能与阻燃性能得到明显改善。当HSP含量占环氧树脂用量的30%时,与纯环氧树脂固化物相比,Tg提高了5℃,700℃残炭率提高了68.4%,LOI达到27.2,获得了明显的阻燃和提高热稳定性等效果。

关键词: 硅磷杂化 , 阻燃性 , 热性能 , 环氧树脂

聚氨酯纳米阻燃技术的研究进展

孟玉刚 , 霍瑞亭 , 侯丽丽

材料导报

介绍了纳米技术在聚氨酯阻燃中的应用进展以及聚氨酯纳米复合材料的阻燃机理,着重阐述了不同纳米阻隔层对提高聚氨酯热稳定性及阻燃性的作用机理,即在材料表面形成一种致密的阻隔炭层.该炭层具有较强的隔热隔氧的阻燃作用,与一些有机磷系阻燃剂复配使用可以达到协同阻燃的效果,通过这种协同效应可以在不降低阻燃级别的前提下降低传统阻燃剂的添加量.

关键词: 聚氨酯 , 纳米复合材料 , 热稳定性 , 阻燃性

新型含萘环结构固化剂的合成及其对联苯型环氧树脂的阻燃性能研究?

郑寅 , 石震 , 宋新建 , 吴称意

材料导报 doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2015.16.007

以1,5-萘二胺和对羟基苯甲酸为原料合成了一种新型含萘环结构的固化剂(GNA),并且用核磁共振氢谱(1 H NMR)确定了物质的结构。通过垂直燃烧法(UL 94V)、热重分析(TGA)、扫描电镜(SEM)、吸水性测试和力学性能测试对不同质量分数添加量的 GNA 改性联苯型环氧树脂(YX-4000)的阻燃性能、热性能、吸水性和力学性能进行了研究。实验结果表明,随着固化剂 GNA 含量的增加,固化物的阻燃性能得到了提升,在 GNA 含量达到15%(质量分数)时,阻燃级别可以达到 UL-94V-0级。为了深入研究其阻燃机理,通过 TGA 和 SEM 对其燃烧残渣分析发现,固化物的表面有致密的炭层起到隔绝空气的作用,阻止燃烧进一步发生,在20%(质量分数)含量时,800℃的残炭率高达50%。另外通过吸水性和力学性能测试研究发现,与传统阻燃剂相比,固化物阻燃性提高,力学性能和吸水性能下降较小。在15%(质量分数)添加量时拉伸强度和拉伸模量为101 MPa 和76 GPa,弯曲强度和弯曲模量为29 MPa 和26 GPa,吸水率为1.626。

关键词: 固化剂 , 环氧树脂 , 阻燃性 , 吸水性

苯乙烯-丙烯酸丁酯/蒙脱土纳米复合材料的阻燃性

刘军辉 , 张军 , 李枫

高分子材料科学与工程

以乳液插层聚合法合成苯乙烯-丙烯酸丁酯/蒙脱土纳米复合材料.X射线衍射结果表明,聚合物能够有效地插层到经过有机化处理的蒙脱土层间,且蒙脱土片层可以均匀地分散在苯乙烯-丙烯酸丁酯共聚物中.TGA分析表明,苯乙烯-丙烯酸丁酯/有机蒙脱土纳米复合材料的热稳定性有所提高.锥形量热仪测试和研究表明,复合材料的燃烧性能,包括热释放速率和质量损失,在蒙脱土含量为2%时,效果最好.

关键词: 乳液聚合 , 插层法 , 热释放速率 , 阻燃性 , 锥形量热仪

阻燃剂组成对膨胀型阻燃聚丙烯性能的影响

马志领 , 高俊刚

高分子材料科学与工程

通过膨胀型阻燃聚丙烯(FRPP)阻燃性、力学性能及共混物拉伸断面、抛光刻蚀后的SEM图和磷元素分布图的研究,说明随膨胀型阻燃剂(IFR)中五氧化二磷(P2O5)比例增加,IFR在聚丙烯(PP)中的分散性增强,阻燃性和力学性能均提高,IFR/PP体系的粘度减小;且证明FRPP为假塑性流体,具有较好的加工性.

关键词: 阻燃性 , 力学性能 , 流变性 , 扫描电镜 , X射线能谱分析 , 膨胀型阻燃

无卤阻燃PC/ABS的制备及燃烧性能

杜少忠 , 夏延致 , 纪全 , 孔庆山

高分子材料科学与工程

以齐聚磷酸酯(BDP)作为添加型阻燃剂制备了阻燃PC/ABS塑料合金,采用锥形量热仪(CONE)、扫描电镜(SEM)及热裂解-气相/质谱法(Py-GC/MS)等对材料的燃烧性能和阻燃机理进行了研究.结果表明,阻燃剂BDP对PC/ABS有良好的阻燃效果;BDP的加入使PC/ABS燃烧残留物上产生大量的致密微孔,同时由Py-GC/MS分析表明BDP的加入降低了PC/ABS可燃性降解产物的生成,裂解产物中含有三苯基磷酸酯(TPP),说明BDP在塑料合金降解过程中分解生成TPP发挥阻燃作用.

关键词: 聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物 , 齐聚双酚A双(二苯基)磷酸酯 , 阻燃性 , 裂解

PSt/(SiO2-PBA)复合粒子的设计与合成

段明 , 胡星琪 , 李富生 , 董兆雄

高分子材料科学与工程

采用Winzor提出的界面自由能计算方法对核壳型聚苯乙烯/聚丙烯酸丁酯复合粒子的四种常见形态进行了计算,计算结果表明形成正向核壳复合粒子的界面自由能变化最小.定性地分析了硅溶胶粒子吸附在聚苯乙烯乳胶粒表面的可能性.采用种子半连续乳液聚合法制备了聚苯乙烯/(二氧化硅-聚丙烯酸丁酯)复合粒子,利用扫描电镜和透射电镜证实了最终合成的粒子形态,燃烧实验结果表明:该复合乳液具有较好的阻燃性.

关键词: 核壳 , 界面自由能 , 透射电镜 , 粒子形态 , 阻燃性

双酚S和双酚A与碳酸二苯酯共聚合成阻燃性聚碳酸酯

张廷健 , 杨先贵 , 王公应 , 张建新 , 刘斌

高分子材料科学与工程

以双酚S(BPS)、双酚A(BPA)和碳酸二苯酯(DPC)为单体,KOH为催化剂,通过熔融酯交换法共聚合成阻燃性聚碳酸酯.通过热重分析及对力学强度的测试考察了BPS与BPA的摩尔比对产品的热性能和力学性能的影响.发现随着BPS含量的增加,PC的成炭率增加;KOH、BPS、BPA、DPC以5.0×10-4∶0.1∶0.9∶1.08的摩尔比合成的PC黏均相对分子质量为24638,热分解温度达419.5℃,S元素含量为0.84％,阻燃性能达到UL 94 V-0级.

关键词: 聚碳酸酯 , 双酚S , 双酚A , 碳酸二苯酯 , 阻燃性 , 熔融酯交换法

石墨烯/ABS树脂复合体系的阻燃性能

张丽 , 田艳红 , 张学军 , 王素卿 , 李雅东

高分子材料科学与工程

采用HAAKE流变仪混炼法制备了石墨烯/ABS复合体系,以期提高ABS树脂的阻燃性能,作为对比样,同样方法制备了可膨胀石墨(EG)/ABS复合体系.用扫描电镜(SEM)和高分辨透射电子显微镜(HRTEM)对石墨烯进行了表征,采用氧指数和热重分析(TGA)研究了石墨烯的加入量对ABS树脂阻燃性能的影响.研究结果表明,添加石墨烯后,复合体系的氧指数由纯ABS树脂的21％上升到24.8％,且比相同含量的EG提高得更多;石墨烯质量分数为3％时,复合材料的拉伸强度、弹性模量由纯ABS的37.81MPa、1123MPa提高到40.84MPa、1368MPa.

关键词: 石墨烯 , ABS树脂 , 阻燃性 , 氧指数 , 力学性能