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低介电高耐热环氧树脂/聚苯醚/POSS纳米复合材料研究

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2013.09.025

采用环氧化聚倍半硅氧烷(glycidyl POSS)对自制低分子量聚苯醚环氧树脂共混物进行改性得到纳米复合材料,研究了POSS对复合材料的介电性能、耐热性能和相结构的影响.当POSS含量在3～15phr时,复合材料的介电常数在3.45～3.70(1MHz)间,介电损耗正切在0.0098～0.0119间,相对于基体材料明显降低.热机械分析(TMA)表明,POSS的加入提高了基体材料的玻璃化转变温度,当含有15phr POSS时,玻璃化转变温度升高了18.8℃.热失重分析表明,POSS提高了基体材料的初始热分解温度、统计耐热系数和最终残炭量.扫描电子显微镜(SEM)分析表明,POSS粒子降低了聚苯醚分散相的尺寸,促进了聚苯醚和环氧树脂的相容.

关键词: 低分子量聚苯醚 , 环氧树脂 , 聚倍半硅氧烷 , 介电性能 , 热性能

羟基锡酸锌包覆埃洛石对PVC/ABS共混物阻燃性能的影响

苍琼 , 李锦春 , 任强 , 邹国享 , 宋艳

高分子材料科学与工程

采用均匀沉淀法制备了羟基锡酸锌(ZnSn(OH)6)包覆埃洛石纳米管(C-HNTs).利用X射线衍射仪、透射电子显微镜分析了ZnSn(OH)6与HNTs的质量比对包晨物体相结构的影响.结果表明,当ZnSn(OH)6与HNTs的质量比为1∶10时,ZnSn(OH)6能够较均匀地包覆于HNTs的表面.利用氧指数测试仪、锥形量热仪、热重分析仪研究了C-HNTs对聚氯乙烯(PVC)/苯乙烯-丙烯腈-丁二烯共聚物(ABS)共混物的阻燃性能和热稳定性的影响.结果表明,C-HNTs能明显改善PVC/ABS共混物的阻燃和抑烟性能,其极限氧指数达到36％,发烟速率仅为PVC/ABS共混物的51％.添加4phr C-HNTs后的PVC/ABS共混物在850℃的炭残余量提高了14.06％,而对力学性能影响不大.

关键词: 埃洛石纳米管 , 羟基锡酸锌 , 阻燃性能 , 热稳定性

含硅阻燃大分子相容剂的制备及其在无卤阻燃聚乙烯复合材料中的协效作用

张鑫 , 杨荣 , 邹国享 , 赵彩霞 , 宋艳 , 李锦春

复合材料学报 doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20151113.002

为验证含硅大分子相容剂在无卤阻燃体系中的协效阻燃作用,首先,以马来酸酐、硅橡胶与聚乙烯为原料,通过熔融接枝共聚制备了新型含硅阻燃大分子相容剂;然后,利用氢氧化铝、氢氧化镁和含硅大分子相容剂复配协同阻燃聚乙烯复合材料;最后,探讨了含硅大分子相容剂对复合材料极限氧指数、锥形量热参数、拉伸性能以及微观结构的影响.结果表明:与聚乙烯接枝马来酸酐相比,含硅大分子相容剂含量为10wt％时可使无机阻燃剂在基体树脂中分散较好;随着大分子相容剂含量的增加,复合材料的拉伸强度上升而断裂伸长率下降,极限氧指数提高至34.0％,燃烧时的热释放速率峰值和热释放总量均明显下降,说明含硅大分子相容剂除了能够在该复合材料中起到良好的相容作用外,还可以发挥较好的协效阻燃作用.

关键词: 聚乙烯 , 含硅大分子相容剂 , 无卤阻燃复合材料 , 协效阻燃 , 锥形量热

新型磷氮型阻燃剂的制备及其阻燃聚氨酯泡沫塑料

宋艳 , 许亮 , 李锦春 , 杨荣 , 赵彩霞 , 邹国享

复合材料学报 doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20160315.016

以三(2-羟乙基)异氰尿酸酯(THEIC)和苯氧基磷酰二氯(PDCP)为主要原料,合成了一种新型磷氮型阻燃剂(PNFR),借助FTIR、核磁共振光谱(1 H-NMR、31 P-NMR)对其结构与组成进行了表征.将PNFR与聚磷酸铵(APP)复配用于制备聚磷酸铵-新型磷氮型阻燃剂阻燃聚氨酯泡沫(APP-PNFR/PUF)复合材料,通过极限氧指数(LOI)、垂直燃烧测试、锥形量热和热失重分析对APP-PNFR/PUF复合材料的阻燃性能和热性能进行了研究.结果表明:成功获得了PNFR;此外,PNFR的TGA表明PNFR在N2气氛下的初始分解温度为249℃,800℃时的残炭量可达33.7％,其具有较高的热稳定性能.APP-PNFR的加入能有效改善PUF的阻燃性能,且当PNFR的添加量与组合聚醚的质量比为7.5％时,可获得综合性能较好的阻燃PUF材料,其中LOI从19％提高至24％,UL-94垂直燃烧等级达到Ⅴ-0级,热释放速率峰值从110.6 kW/m2降低到94.5 kW/m2;同时,APP-PNFR/PUF3在N2气氛下的初始分解温度提高了6℃,最大分解速率降低了16.3％,800℃时的残炭量可达33.5％.PNFR的加入不会削弱PUF的物理力学性能.

关键词: 磷氮型阻燃剂 , 聚磷酸铵 , 聚氨酯泡沫 , 阻燃性能 , 热释放速率

聚(丁二酸丁二醇-co-二聚酸丁二醇)酯的合成及等温结晶行为

何小全 , 赵彩霞 , 邹国享 , 李锦春

高分子材料科学与工程 doi:10.16865/j.cnki.1000-7555.2016.06.002

以1,4-丁二醇(BDO)、丁二酸(sA)和二聚酸(DA)为原料,采用先酯化后缩聚的两步法合成一系列聚(丁二酸丁二醇-co～二聚酸丁二醇)酯(PBSBDA).采用核磁共振谱仪、凝胶渗透色谱仪、X射线衍射仪、热台偏光显微镜、差示扫描量热仪等分析聚酯结构组成及结晶行为.研究发现,聚丁二酸丁二醇酯(PBS)与PBSBDA同为单斜α晶系,无晶型变化;球晶形貌呈环带状,球晶形态随化学结构和结晶温度改变.利用Avrami方程分析聚酯等温结晶动力学,结果表明Avrami指数(n)均在2.2～2.8之间,聚酯主要表现为异相成核的三维球晶生长,DA单体的引入没有改变其成核方式和生长方式.聚酯的熔融-重结晶行为使其在等温结晶后的升温过程中呈现熔融双峰.

关键词: 聚(丁二酸丁二醇-co-二聚酸丁二醇)酯 , 等温结晶动力学 , 环带球晶

分子筛/受阻胺对膨胀阻燃聚丙烯的协同阻燃作用

李雄杰 , 刘雨 , 邹国享 , 赵彩霞 , 杨荣 , 李锦春

高分子材料科学与工程 doi:10.16865/j.cnki.1000-7555.2017.01.011

采用热失重、极限氧指数、锥形量热研究了以受阻胺(NOR116)和分子筛为协效剂,与聚磷酸铵(APP)/季戊四醇(PER)在聚丙烯基体中的热降解行为及协同阻燃性;并用拉曼光谱和扫描电镜分析了残炭的结构和形貌,进一步研究了其协同阻燃机理.结果表明,NOR116/分子筛协效阻燃体系可明显提高极限氧指数并改善燃烧时熔滴缺陷,显著降低热释放速率、烟释放速率;NOR116可有效提高PP的初始分解温度及最大分解速率温度,使膨胀阻燃体系后期的交联成炭及气体释放更加匹配;在燃烧过程中分子筛与膨胀阻燃体系形成了Si-P-AI-C的结构,可有效稳定炭层;拉曼光谱及扫描电镜结果表明,NOR116和分子筛可促进膨胀阻燃体系形成致密且高石墨化程度的炭层,有效阻隔了氧气的进入及热的反馈.

关键词: 聚丙烯 , 膨胀阻燃体系 , 受阻胺 , 熔滴 , 分子筛 , 协同效应