可膨胀石墨_聚磷酸铵协同阻燃环氧树脂的性能研究
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改性氧化石墨烯协同聚磷酸铵阻燃环氧树脂的性能徐久升摘要:氧化石墨烯(GO) 与聚合物的相容性较差,采用长链烷胺对其改性可以提高其与聚合物基体的相容性,同时还可以促进成炭而起到一定的协同阻燃作用。
利用十八烷基胺(ODA) 对GO 功能化制备了十八烷基胺改性氧化石墨烯(GO–ODA)。
将GO–ODA 填充到环氧树脂/聚磷酸铵(EP/APP) 阻燃复合材料中,研究了GO–ODA 添加量对复合材料性能的影响。
结果表明,少量GO–ODA 的加入可以明显提高复合材料的拉伸强度、冲击强度和极限氧指数(LOI)。
固定APP 阻燃剂的质量分数为20%,在EP/APP 阻燃复合材料中加入质量分数1% 的GO–ODA 时,与EP/APP 阻燃复合材料相比,复合材料的拉伸强度和冲击强度均有最大值,分别为67.23 MPa 和4.87 kJ/m2,分别提高15.65% 和13.79% ;复合材料的LOI 从30.0% 提高到32.3% ;热失重测试结果表明,在EP/APP 复合材料中加入1% 的GO–ODA 后,复合材料在650℃时的质量保持率为36.6%,明显高于EP/APP 的27.9% ;复合材料燃烧后的残炭形貌呈泡孔状网络结构,证实少量的GO–ODA 与APP 阻燃剂复合使用,可发挥出很好的协同阻燃效果。
关键词:改性石墨烯;协同效应;阻燃;环氧树脂Properties of Synergistic Flame Retarded Epoxy Resin with AmmoniumPolyphosphate and Modified Graphene OxideXu JiushengAbstract :There is a poor compatibility for graphene oxide(GO) and polymer,so the compatibility can be improved by modifying GO with long chain alkyl amine,meantime,the synergetic effect of flame resistance can also be achieved by the char promotion. GO modified by octadecylamine(ODA) was synthesized by a reaction between ODA and GO. GO-ODA was added into epoxy resin(EP)/ammonium polyphosphate(APP) flame retarded composite with different fractions,the properties of the composites were studied in detail. Results show that the tensile strength,impact strength and limited oxygen index(LOI) of the flame retarded composites are improved by filling with a little GO-ODA. When the mass fraction of APP flame retardant is 20%,the tensile strength and impact strength of EP/APP flame retarded composite with 1% GO-ODA reach the maximum of 67.23 MPa and 4.87 kJ/m2,improved 15.65% and 13.79% respectively,the LOI increases from 30.0% to 32.3%,comparing with EP/APP flame retarded composite. The thermogravimetry test results show that the char residue ratio at 650℃increases to 36.6% from 27.9% when 1% GO-ODA is added into EP/APP flame retarded composite,another,the residual char of the composite has a special structure of bubble networks,which proves the excellent synergetic effect of flame resistance can be achieved by compounding little GO-ODA and APP flame retardants.Keywords :modified graphene ;synergetic effect ;flame retardant ;epoxy resin石墨烯具有完美的二维晶体结构,它的晶格是由六个碳原子围成的六边形,厚度为一个原子层。
广东建材2008年第10期超薄膨胀型防火涂料与厚型防火涂料相比更高效、施工更简便[1]。
在常温下膨胀型防火涂料和其它涂层一样,主要起到保护基材的作用;在受热时,涂层中防火助剂发生协同效应,整个涂层膨胀炭化,生成致密、稳定、热导率很低的炭化层,起到隔热、吸热、保护基材的作用[2]。
环氧乳液是一种常温可以固化交联的双组分热固型水性涂料,将体系中各种组分粘结在一起,在基材表面形成均一涂层[3],它的网络结构虽有利于涂层的稳定性和耐腐性,但亦使得涂层内部自由体积减少,受热时防火助剂聚磷酸铵、三聚氰胺、季戊四醇的膨胀作用在涂层中难以充分发挥[4],膨胀倍率不大,炭化层内部的泡孔均匀性稍差;另一方面,环氧体系内部含有氨基、苯环等基团,在涂层受热分解时有烟气逸出,不仅对环保不利,而且有窒息致毒作用。
为改善乳液诸多不足,加入填料是一种行之有效的方法[5]。
一方面这种填料要与膨胀体系起到协同作用,促进发泡,一方面可以增强涂层和炭化层的强韧度,提高抗燃气冲刷能力,可膨胀石墨恰好满足这两方面的要求。
可膨胀石墨是[6]经特殊处理后遇高温可瞬间膨胀成蠕虫状的天然晶质石墨,近年来常被用于膨胀型防火涂料的协同作用组分。
可膨胀石墨有如下特点[7]:①常温下以稳定晶型存在,耐腐性和耐候性好。
②在受热时插层在鳞片状石墨中的易挥发物质分解,转变成蠕虫状,同时大量吸热,可膨胀石墨体积迅速膨胀,生成密度小的碳层,这种纤维状炭体在体系中以交联网络形式存在,增强了炭化层的稳定性,可防止炭化层脱落,呈惰性,稳定性好。
③可膨胀石墨是热的良导体,使得热量能够均匀迅速扩散。
宋君荣[8]等发现可膨胀石墨在有机硅改性丙烯酸树脂防火涂料体系中可以增强炭化层强度,提高了防火涂料的耐火极限。
ZhenyuWang指出[9]可膨胀石墨掺量存在最佳值。
可膨胀石墨在准备过程中由于反应物质和条件不同而有不同种类[10],不同理化性能的可膨胀石墨对防火性能的关系一直未见有系统性研究。
《阻燃环氧树脂及石墨烯增强阻燃环氧树脂性能研究》一、引言随着现代工业的快速发展,阻燃材料在电子、航空、交通等领域的应用越来越广泛。
环氧树脂作为一种重要的热固性塑料,其阻燃性能的研究显得尤为重要。
石墨烯作为一种新型纳米材料,具有优异的物理和化学性能,被广泛应用于增强各种聚合物的性能。
因此,研究阻燃环氧树脂及石墨烯增强阻燃环氧树脂的性能,对于提高材料的阻燃性能和力学性能具有重要意义。
二、阻燃环氧树脂的研究2.1 阻燃环氧树脂的制备阻燃环氧树脂的制备主要通过在环氧树脂中添加阻燃剂实现。
常用的阻燃剂包括卤素系、磷系、氮系等。
其中,磷系阻燃剂因其高效、低烟、无卤等优点,在阻燃环氧树脂的制备中得到了广泛应用。
2.2 阻燃性能研究阻燃性能是评价阻燃环氧树脂性能的重要指标。
通过对阻燃环氧树脂进行垂直燃烧、水平燃烧、烟密度等测试,可以评估其阻燃性能。
研究表明,添加适量的磷系阻燃剂可以有效提高环氧树脂的阻燃性能,降低材料的燃烧速度和烟密度。
三、石墨烯增强阻燃环氧树脂的性能研究3.1 石墨烯增强阻燃环氧树脂的制备石墨烯增强阻燃环氧树脂的制备主要是在阻燃环氧树脂中添加石墨烯。
石墨烯具有优异的力学、热学和电学性能,可以显著提高聚合物的力学性能和热稳定性。
通过改变石墨烯的添加量和分散性,可以制备出具有不同性能的石墨烯增强阻燃环氧树脂。
3.2 力学性能研究力学性能是评价石墨烯增强阻燃环氧树脂性能的另一重要指标。
通过对材料的拉伸强度、弯曲强度、冲击强度等进行分析,可以评估其力学性能。
研究表明,添加适量的石墨烯可以显著提高环氧树脂的力学性能,增强材料的韧性和强度。
3.3 热稳定性研究石墨烯的加入还可以提高阻燃环氧树脂的热稳定性。
通过热重分析(TGA)等测试手段,可以评估材料的热稳定性。
研究表明,石墨烯的加入可以降低材料的热分解速率,提高其热稳定性。
四、结论本文研究了阻燃环氧树脂及石墨烯增强阻燃环氧树脂的性能。
通过添加磷系阻燃剂,可以有效提高环氧树脂的阻燃性能;而石墨烯的加入则可以显著提高环氧树脂的力学性能和热稳定性。
两种磷酸酯与可膨胀石墨在刚性聚氨酯泡沫中连续阻燃作用的研究1. Introduction刚性聚氨酯泡沫(RPUF)具有广泛的应用作为保温材料在各种消费和商业产品,如建筑,石油管道等。
RPUF有许多优异的性能,包括优良的机械性能性能和冷冻装置和低密度,特别是a低导热系数[1e5]。
然而,RPUF是非常易燃的材料,具有快速火焰蔓延和高热释放速率。
在火灾的情况下,PU泡沫不仅释放大热量也有毒气体如HCN和CO [6,7]。
因此,研究阻燃RPUF是非常必要的近年来,RPUF的阻燃处理包括加入阻燃添加剂基于磷,氮,卤素或无机化合物[11e13]。
由于较少健康危害,含磷/硝基- 在RPUF中应用的基因已经受到更多的关注。
根据以前的文献中,有些研究者使用了大量的补充型阻燃剂,例如磷杂菲- EDAB-DOPO)[14],聚磷酸铵(APP)[15,16],聚多巴胺(PDA)[17],可膨胀石墨(EG)[18e20],多面体低聚倍半硅氧烷(POSS)[21](TPP)[22],甲基膦酸二甲酯(DMMP)[23e25],二甲基丙烷膦酸酯(DMPP)[26]苯氧基- 环三磷腈(HPCP)[27]phinate [28]。
它们都可以增强RPUF的阻燃性。
接枝反应型阻燃剂可以代替聚醚多元醇掺入PU基质中。
还有很多在RPUF中使用反应型阻燃剂的研究者,[双(2-羟乙基)氨基] - 甲基- 膦酸二甲基酯(BH)[29],磷酸化大豆油[30][31]。
近年来,EG被广泛用于RPUF中作为优秀阻燃,可赋予优异的阻燃效果到凝血相的RPUF [32,33]。
阻燃剂- EG的原理是EG可以以大的比率快速扩展,因为,当EG被快速加热时,石墨片脱落并卷曲。
的膨胀石墨可覆盖基体表面以阻挡热转移到内矩阵。
然而,EG也有一些缺点,实际生产中的实际情况。
一方面,融入更多EG会增加基质粘度,使EG会堵塞塞子喷嘴,这将导致破碎生产。
因此,在研究中纳入更少的EG将在实践中带来更多的价值。
《石墨烯基聚磷酸铵复合气凝胶阻燃涤纶织物的构筑及其性能研究》篇一一、引言随着科技的不断发展,阻燃织物因其具有防火、抗燃烧等特性在各种应用场景中具有越来越重要的地位。
为了进一步提高阻燃涤纶织物的性能,本论文采用石墨烯基聚磷酸铵复合气凝胶的构筑,对其阻燃性能进行研究。
本研究通过将石墨烯与聚磷酸铵复合,形成一种新型的阻燃材料,并将其应用于涤纶织物中,以期达到提高其阻燃性能的效果。
二、实验材料与方法1. 材料准备实验材料主要包括石墨烯、聚磷酸铵、涤纶织物等。
其中,石墨烯采用化学气相沉积法制备,聚磷酸铵为市售产品。
2. 实验方法(1)制备石墨烯基聚磷酸铵复合气凝胶:将石墨烯与聚磷酸铵按照一定比例混合,通过溶剂挥发法制备复合气凝胶。
(2)将制备好的复合气凝胶涂覆于涤纶织物表面,形成一层阻燃涂层。
(3)对处理后的涤纶织物进行性能测试,包括阻燃性能、热稳定性、力学性能等。
三、实验结果与分析1. 石墨烯基聚磷酸铵复合气凝胶的制备与表征通过溶剂挥发法成功制备了石墨烯基聚磷酸铵复合气凝胶。
该气凝胶具有较高的比表面积和良好的结构稳定性,为提高阻燃性能提供了基础。
2. 阻燃性能测试(1)垂直法测试:将处理后的涤纶织物进行垂直法测试,观察其阻燃性能。
结果显示,涂覆石墨烯基聚磷酸铵复合气凝胶的涤纶织物具有较好的阻燃性能,火焰传播速度明显降低,烟密度和炭渣量也显著减少。
(2)极限氧指数测试:通过极限氧指数测试发现,涂覆石墨烯基聚磷酸铵复合气凝胶的涤纶织物的极限氧指数有所提高,表明其阻燃性能得到提高。
3. 热稳定性与力学性能测试(1)热稳定性测试:通过热重分析(TGA)和差示扫描量热法(DSC)对处理前后的涤纶织物进行热稳定性测试。
结果显示,涂覆石墨烯基聚磷酸铵复合气凝胶的涤纶织物具有更高的热稳定性,能更好地抵抗高温环境。
(2)力学性能测试:对处理前后的涤纶织物进行拉伸、弯曲等力学性能测试。
结果显示,涂覆石墨烯基聚磷酸铵复合气凝胶的涤纶织物在保持良好阻燃性能的同时,力学性能基本保持不变。
《石墨烯基聚磷酸铵复合气凝胶阻燃涤纶织物的构筑及其性能研究》篇一一、引言随着科技的发展和人们对安全性能的日益关注,织物材料的阻燃性能成为了重要的研究领域。
石墨烯基材料因其独特的物理和化学性质,在阻燃材料领域展现出巨大的应用潜力。
本篇论文旨在研究石墨烯基聚磷酸铵复合气凝胶在阻燃涤纶织物中的应用,通过构筑这种复合材料,以提高涤纶织物的阻燃性能。
二、材料与方法(一)材料准备本实验所需材料包括:石墨烯基材料、聚磷酸铵、涤纶织物以及其他辅助材料。
所有材料均需符合环保标准,并经过严格的质量控制。
(二)实验方法1. 制备石墨烯基聚磷酸铵复合气凝胶:通过化学气相沉积法或液相法合成石墨烯基材料,并与其与聚磷酸铵进行复合,制备出复合气凝胶。
2. 构筑复合气凝胶阻燃涤纶织物:将制备好的复合气凝胶涂覆于涤纶织物表面,通过热处理和固化过程,使气凝胶与织物紧密结合。
3. 性能测试:对处理后的涤纶织物进行阻燃性能测试、力学性能测试、热稳定性测试等。
三、实验结果与分析(一)复合气凝胶的制备与表征通过SEM、TEM等手段对制备的复合气凝胶进行表征,结果表明,石墨烯基材料与聚磷酸铵成功复合,形成了均匀、致密的气凝胶结构。
(二)阻燃性能分析1. 垂直燃烧测试:经过处理的涤纶织物在垂直燃烧测试中表现出优异的阻燃性能,无明火蔓延,且火焰熄灭迅速。
2. 烟密度及毒性测试:与未处理织物相比,处理后织物在燃烧过程中的烟密度和毒性明显降低。
3. 极限氧指数测试:处理后涤纶织物的极限氧指数有所提高,表明其更佳的阻燃性能。
(三)力学性能与热稳定性分析1. 力学性能测试:处理后的涤纶织物在保持良好阻燃性能的同时,其拉伸强度、撕裂强度等力学性能基本保持不变。
2. 热稳定性测试:通过热重分析(TGA)等手段,发现处理后的涤纶织物在高温下的热稳定性有所提高。
四、讨论与结论本实验成功构筑了石墨烯基聚磷酸铵复合气凝胶阻燃涤纶织物,并通过一系列实验验证了其优异的阻燃性能、力学性能和热稳定性。
新型磷氮协同类阻燃剂的制备及其在环氧树脂中的应用与阻燃机理研究的实际应用情况一、应用背景随着现代工业的不断发展,对于防火和阻燃性能要求越来越高。
环氧树脂作为一种重要的结构材料,在航空、航天、电子、电力等领域得到广泛应用。
然而,环氧树脂在高温下易燃且有毒烟雾释放,对人身安全和财产造成巨大威胁。
因此,开发新型高效的阻燃剂对于提高环氧树脂的阻燃性能至关重要。
近年来,新型磷氮协同类阻燃剂因其优异的综合性能受到了广泛关注。
通过将含有磷和氮元素的化合物引入环氧树脂体系中,可以显著提高其阻燃性能,并且具有低毒、低烟密度等优点。
二、新型磷氮协同类阻燃剂的制备新型磷氮协同类阻燃剂可以通过以下步骤进行制备:1.选择合适的含有磷和氮元素的化合物作为原料,如含有磷-氮键的化合物、含有磷-氧键的化合物等。
2.将选定的原料与适量的溶剂混合,并加入催化剂,进行反应。
反应条件包括温度、压力、反应时间等。
3.进行反应后,通过过滤、洗涤、干燥等工艺步骤得到目标产物。
4.对得到的新型磷氮协同类阻燃剂进行表征,包括结构分析、纯度检测等。
三、新型磷氮协同类阻燃剂在环氧树脂中的应用新型磷氮协同类阻燃剂在环氧树脂中的应用主要包括以下方面:1.环氧树脂复合材料:将新型阻燃剂与环氧树脂进行混合,并加入填充材料和增强材料,制备成环氧树脂复合材料。
这种复合材料具有优异的阻燃性能和机械性能,可以用于制备火车内饰板、飞机零部件等。
2.环氧树脂涂料:将新型阻燃剂与环氧树脂、溶剂等混合,制备成环氧树脂涂料。
这种涂料具有良好的阻燃性能和耐火性,可以用于建筑物和船舶等领域的防火涂料。
3.环氧树脂胶粘剂:将新型阻燃剂与环氧树脂、固化剂等混合,制备成环氧树脂胶粘剂。
这种胶粘剂具有优异的阻燃性能和粘接强度,可以用于电子元器件的封装和固定。
四、阻燃机理研究的实际应用情况对于新型磷氮协同类阻燃剂在环氧树脂中的阻燃机理进行深入研究是提高其应用效果的关键。
通过实验方法和理论模拟等手段,可以揭示其阻燃机理,并指导材料设计和应用开发。
34河南科技2010 . 1下科技动态与观察近年来,环氧树脂被广泛应用于半导体、集成电路等电子电器封装材料方面。
由于环氧树脂的极限氧指数(LOI)只有19.8,属于易燃物质[1]。
所以如何提高环氧树脂的阻燃性能,使之更好地满足日益广泛的高技术应用领域已引起国内外研究者的广泛关注。
目前阻燃材料呈低烟、少毒、无卤化的发展趋势。
可膨胀石墨(EG)是近年来出现的一种新型无卤膨胀型阻燃剂。
可膨胀石墨资源丰富,制造简单,价格低廉,无毒、低烟,已成为当前膨胀型阻燃剂研究的热点[2]。
可膨胀石墨在高温下体积可膨胀数百倍,且膨胀产物有极佳的抗氧化性和耐高温性,因而可作为膨胀阻燃剂使用。
由于其高效的阻燃效果,已经在热固性塑料中得到了很好的应用,一些专利文献报道了单独使用EG就可以有效地改善聚氨酯弹性体、聚氨酯泡沫、聚氨酯涂料的阻燃性能[3~5]。
同时,也有不少专利文献报道了EG与红磷,氢氧化镁等阻燃剂协同使用可以明显地改善热塑性树脂的阻燃效果[6],但单独将EG加入到热塑性塑料中阻燃效果提高却并不明显[7]。
APP是传统膨胀型阻燃剂,单独使用阻燃效果也不理想,经常与其他无卤阻燃剂配合使用[8~11],而可膨胀石墨正式一种很好的协同阻燃剂。
本文主要是利用可膨胀石墨的膨胀特性与APP的分解特性,研究EG/APP对EP的协同阻燃作用及阻燃机理。
1 实验部分1.1 原料环氧树脂(E-44):兰州蓝星树脂有限责任公司;可膨胀石墨:青岛百川石墨有限公司;固化剂(低分子量聚酰胺650):江西省西南化工有限公司;聚磷酸铵(APP),平均聚合度>10000,磷含量31.96%,公安部四川消防研究所。
可膨胀石墨/聚磷酸铵协同阻燃环氧树脂的性能研究彭俊林 付永胜 汪则灵 古曲西南交通大学环境科学与工程学院摘 要 本文进行了可膨胀石墨(EG)/聚磷酸铵(APP)协同阻燃环氧树脂的研究。
采用极限氧指数(LOI)、热重分析(TG)和扫描电镜(SEM)等技术手段对EG/APP阻燃环氧树脂体系进行表征。
结果表明,加入APP后,体系氧指数明显提高,热降解速率降低,热稳定性增强。
说明EG/APP发挥了协同阻燃作用,形成了致密稳定的膨胀炭层。
关键词 膨胀石墨;聚磷酸铵;协同阻燃;环氧树脂1.2 主要设备和仪器氧指数测定仪,HC900-2型,南京上元分析仪器有限公司;热重分析仪:Pyris6型,美国Perkin Elmer 公司;扫描电子显微镜:JSM-5900LV,日本JEOL公司。
1.3 阻燃环氧树脂的制备具体实验步骤如下:(1)准确称量原料,将阻燃剂按比例混合均匀;(2)将称好的环氧树脂放入70℃水浴中加热,使其具有良好的流动性;(3)将阻燃剂加入到环氧树脂中,充分搅拌使其混合均匀;(4)将预先准备好的固化剂倒入混合液中,充分搅拌混合均匀后,迅速倒入模具中,室温下固化48h;(5)待混合物固化完全后,从模具上取下,制成所需形状及尺寸的样品。
1.4 性能测试方法1.4.1 氧指数分析 氧指数测试按照G B /T 2406-1993执行;1.4.2 热重分析 高纯氮保护,气流速度20mL/min,升温速率10℃/min,样品重10~15mg,温度范围30~700℃。
1.4.3 扫描电镜 观察膨胀炭层的表面结构。
2 结果与讨论2.1 极限氧指数(LOI/%)为考察EG与APP的协同阻燃作用,本文对不同体系的阻燃环氧树脂样品的阻燃性能进行了氧指数测试。
相关实验数据见表1和图1。
35河南科技2010 . 1下表1 阻燃环氧树脂体系体系阻燃剂阻燃剂用量/phr EG阻燃EPEG 57.51012.515EG/APP协同阻燃EPEG 57.57.57.57.5APP——2.557.5图1 阻燃剂用量对体系氧指数的影响由图1可看出,与EG阻燃EP相比,在相同阻燃剂用量下,EG/APP协同阻燃EP体系有更高的氧指数。
说明APP的加入可以有效地提高体系的氧指数。
对于EG/APP协同阻燃EP体系,在EG用量为7.5phr,APP用量为2.5phr时,体系总的阻燃剂用量为10phr,其氧指数达到31.2%,与EG单独阻燃EP体系,在EG用量为15phr时相当。
由此可见,EG能和APP发生协同阻燃作用,使阻燃性能明显改善。
此外,从图1还可以看出,EG与APP存在最佳协同比例。
当APP/EG比例超过1/1.5后,体系氧指数变化不大。
2.2 热重分析(TG)本文对EG/APP协同阻燃EP的热降解行为进行了分析,分析数据见表2和图2。
表2 EG、EG/APP阻燃EP的热分析数据样品编号EG用量/phr APP用量/phr T5/℃650℃残炭量/%112.5—255 6.1527.5527814.52T5:热失重5%时的温度。
图2 EG、EG/APP阻燃EP的TG曲线由表2和图2可以看出,当阻燃剂的总添加量不变时,EG/APP协同阻燃体系的初始热失重温度(T5)较之EG单独阻燃EP体系有所升高,表明APP的加入起到了延缓体系热降解的作用。
主要原因在于EG的热稳定性较低,在220℃就开始膨胀,而EG单独使用时,膨胀形成的炭层吸附能力不强,在燃烧的时候有炭层脱落的情况产生。
而在EG/APP协同阻燃体系中, APP在260℃左右开始分解,形成粘度很大的物质(如焦磷酸等),对可膨胀石墨的膨胀炭层能够起到很好的粘结作用,有效的增加了炭层的致密度、均匀度和吸附能力。
所以,加入一定量的APP,有利于提高整个体系的热稳定性。
同时,由于APP的加入,在很大程度上提高了膨胀炭层的粘着度,因此,体系在热降解结束时残炭量也有较大幅度的提高。
从图中我们也可以看出,体系的热重曲线趋势没有发生根本性变化,说明EG与APP之间是物理协同效应,没有发生化学反应。
2.3 扫描电镜(SEM)研究表明,EG主要靠受热膨胀所形成的炭层来隔热、隔氧,以延缓或抑制体系的燃烧,是典型的凝聚相阻燃机理。
为进一步探讨EG/APP的协同阻燃机理,本文对EG/APP协同阻燃EP的炭层的表面结构进行了扫面电镜分析,并与EG单独阻燃EP形成的炭层进行了比较。
SEM照片见图3、图4(×500倍)。
图3 EG阻燃EP的表面炭层结构科技动态与观察图4 EG/APP阻燃EP的表面炭层结构从图3、图4中可以看出,EG单独阻燃EP时,形成的炭层疏松多孔,而EG/APP协同阻燃体系中,形成了较为致密的炭层,且孔隙少,连接紧密,炭层厚实。
因此,具有更好的隔热、隔氧作用,能够有效地提高体系的阻燃性能。
3 结论(1)氧指数分析表明EG/APP协同阻燃体系能够有效地提高EP的极限氧指数。
当APP用量为2.5phr,体系总的阻燃剂用量为10phr时,其氧指数为31.2%,与EG单独阻燃EP,用量15phr时效果相当。
(2)热重分析表明,EG/APP协同阻燃EP能够有效地提高体系的初始热失重温度,且在热分解结束时残炭量有明显的提升。
(3)扫描电镜分析表明,EG/APP协同阻燃EP体系形成了致密、稳定的炭层,具有较好的阻燃性能。
说明EG/APP之间具有很好的协同阻燃作用,它们之间是物理协效,不发生化学反应。
参考文献[1] Hamerton I. Rapara review report 91[R]. Shrewbury: Ra-pra Technology Ltd, 1996.[2] 石虎,胡源,赵华伟. 可膨胀石墨的合成及其阻燃应用[J]. 阻燃材料与技术,2002,(3):6-15[3] Modestia M, Lorenzettia A, Simioni F, etal. Polym Degrad Stab, 2002, 77: 195[4] Lei S, Li Z M, Yang M B, etal. Polym-Plast Tech Eng, 2005,44: 1323[5] Duquesne S, Michel L B, Bourbigot S, etal. Fire Mater, 2003,27 (3): 103[6] Xie R C, Qu B J. Polym Degrad Stab, 2001, 71: 375[7] Fukuda T, Nakatani K, Suzuki J, etal. JP, 06025476 1994[8] 张龙,王建祺. 新型无卤可膨胀石墨防火涂料[J].北京理工大学学报,2001,21(5):649-652[9] 杨永芳,刘敏江,田立斌. 聚乙烯/石墨阻燃复合材料的研究[J]. 中国塑料,2003,(2):43-45[10] M. Modesti, A. Lorenzetti, Expandable graphite as an intumescent flame retardant inpolyios cyanurate polyurethane foams [J]. Polymer Degradation and Stability,2002,(3):196-204[11] 鹿海军,马晓燕,颜红侠. 磷系阻燃剂研究新进展[J].化工新型材料,2001,29(12):7-10作者简介:彭俊林(1982— ),男,汉族,重庆,西南交通大学,硕士研究生,主要从事高分子阻燃材料研发; 付永胜(1963—),男,汉族,西南交通大学,教授,博士生导师。
36河南科技2010 . 1下。