阻燃高分子配方设计VIP免费

一、综述阻燃高分子材料研究进展摘要：本文综述了高分子材料阻燃改性材料的相关研究，根据其阻燃剂的类型不同，如:卤系、有机磷系、硅系、氮系、以及基于氮磷化合物的膨胀型等分别进行阐述。最后，对新型高分子阻燃剂改性的新途径和新方法提出了新的研究展望。关键词：高分子材料阻燃；阻燃方法；研究性能1.前言高分子材料性能优异，具有许多其他材料不具备的特性:如质轻、加工性能好、高流动性易于成型、绝缘性、耐磨性等。但大多数高分子材料是碳氢有机结构，属于易燃、可燃材料，在燃烧时热释放速率大、热值高、火焰传播速度快，不易熄灭；某些材料燃烧时还产生浓烟及有毒气体，对人类生命安全与环境保护构成潜在的威胁。近年来，全球阻燃材料行业产值逐年增长，同时，各国相继提升有关材料阻燃的法规，对高分子材料的阻燃性提出更高的要求。2.阻燃剂的类别2.1卤系阻燃剂卤系阻燃剂阻燃效率高、价格适中、品种多、适用范围广，目前占据高分子阻燃剂的主导地位。[1]卤素阻燃剂的主要通过自由基捕捉效应实现阻燃，而且常与氧化锑协同使用。卤系阻燃剂有:氯化石蜡、四氯双酚A、全氯戊环癸烷、氯化聚乙烯、多溴二苯醚、溴代双酚A、溴代高聚物等。崔永岩等[2]研究了丙烯腈－丁二烯－苯乙烯树脂(ABS)中，四溴双酚A(2，3－二溴丙基)醚(TAPB)/Sb2O3和十溴联苯醚(DBDPO/SbO2)两组阻燃体系的阻燃效果，结果表明，溴/锑阻燃剂对ABS具有良好的阻燃作用，与TAPB相比，DBDPO的阻燃效果更好，但对ABS而言，其冲击强度表现出更负面的影响，若含溴锑阻燃剂与具有消烟作用的(NH4)2SO4配合使用，发现当填充20份(NH4)2SO4后，除了发烟量明显下降，体系的氧指数由23.8%提高到26.7%，垂直燃烧性能到FV－0级。麦堪成等[3]对PP阻燃的改性研究发现，DBDPO/Sb2O3/PP体系中添加丙烯酸(AA)，发现AA能改善Sb2O3与基体PP间的相容性，进而提高其拉伸强度。徐晓楠等[4]对溴化聚苯乙烯(BPS)协同Sb2O3阻燃改性PA6的研究发现，25%BPS和8%Sb2O3的复配体系使得PA6阻燃性能达到UL94V－0级，LOI超过27%。2.2有机硅系阻燃剂Wang等[5]制备了环氧功能化的含硅阻燃剂——三缩水环氧苯基硅烷(TGPS)，并对TGPS作为环氧树脂Epon828阻燃剂，极限氧指数(LOI)最优达35%。研究发现，含硅的TGPS具有改善炭层稳定性的作用，在700℃以上的温度，炭层不再继续氧化而失重，空气中的成炭率达到31.9%。Masatoshi等[6]研究了芳香族与脂肪族聚硅氧烷对于聚碳酸酯的阻燃效果，结果表明，主链中引入芳香族基团的聚硅氧烷阻燃剂，具有良好的热稳定性和成炭性。而且发现，当采用5%支链的甲基苯基硅氧烷与聚四氟乙烯配合使用，可使PC的极限氧指数(LOI)由原来的26%提高到33%～40%，阻燃级别可达到UL94V－0级。Zhang等[7]制备了具有双环笼状结构的含磷四配位的硅系阻燃剂(CPQS)，结果表明，当添加量为20%时，环氧树脂的LOI指数为26.5．垂直燃烧可达V－0级。Hu等[8]制备了主链含硅/侧链含磷的磷/硅聚合物阻燃剂，当添加量为5%时，LOI值可达32.8，当与蒙脱土配合使用时，垂直燃烧达到V－0级。Zhou等[9-10]的研究也发现，具支链的聚硅氧烷在热稳定性方面优于线型聚硅氧烷，其原因可能是由于支链可以促进固相残渣中交联结构形成。2.3磷系阻燃剂Wang等[11]制备的含磷MOPO用于阻燃改性乙烯－醋酸乙烯(EVA)，研究发现当MOPO与聚磷酸铵按质量比1∶2配合使用时，可达到优良的阻燃效果，当添加30%的复合添加剂时，LOI可达28.4，垂直燃烧达V－0级。Vothi等[12]制备了一系列结构相似的磷酸酯阻燃剂，研究发现，PCDMPP与PCPP呈现良好的阻燃效果，对于垂直燃烧达V－0级体系，分别仅需添加5%PCDMPP或3%PCPP。2.4氮系阻燃剂含氮阻燃剂的阻燃作用，主要是根据分解反应后形成不可燃气体，从而稀释可燃性气体或分解产物覆盖于可燃物表面而阻燃。目前使用的含氮阻燃剂主要有三聚氰胺类盐以及胍盐等刘渊等[13]通过化学改性方法，研究了改性的三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)，作为尼龙的氮系阻燃剂。与传统的MCA相比，降低了熔点高，实现了共复合过程中超细均匀分散、可软化变形、破碎。进而改善MCA阻燃效果。2.5膨胀阻燃剂膨胀型阻燃剂是一类以氮/磷为阻燃元素的新型阻燃剂，此类...