无卤阻燃剂的制备及在PA6、PP中的应用
无卤阻燃剂的制备及在热塑性高分子材料中的阻燃应用的开题报告
无卤阻燃剂的制备及在热塑性高分子材料中的阻燃应用的开题报告一、研究背景及意义随着高分子材料在现代工业领域的广泛应用，对其阻燃性能的要求也越来越高。
阻燃剂作为一种应用广泛的功能性添加剂，在高分子材料中发挥着不可替代的作用。
常用的阻燃剂包括氧化铝、氢氧化镁、氢氧化铝、磷系阻燃剂等，但由于其中含有溴、氯等卤素元素，对环境和人体健康都会造成较大的危害。
因此，无卤阻燃剂的研究与应用已成为当前热点和难点，也是一种绿色环保的重要方向。
本论文将从无卤阻燃剂的制备及其在热塑性高分子材料中的阻燃应用两个方面进行研究。
旨在为高分子材料的阻燃性能的升级和环保领域的可持续发展提供有益的指导和参考。
二、研究内容和方法（一）研究内容1. 研究无卤阻燃剂的种类、性质及其应用现状。
2. 探究无卤阻燃剂的制备方法，并对其进行适当改进和优化。
3. 研究无卤阻燃剂在热塑性高分子材料中的阻燃性能及其影响因素。
4. 分析无卤阻燃剂与高分子材料之间的相互作用机理，揭示其阻燃机制。
（二）研究方法1. 文献资料法：通过查阅相关文献来了解无卤阻燃剂的种类、性质及其应用现状，为后期研究提供基础和指导。
2. 实验法：采用常规化学实验方法和分析测试手段，对无卤阻燃剂制备、阻燃性能和机理进行研究。
3. 器械仪器法：利用各种仪器对实验样品的结构、性质和性能进行表征和分析，如傅里叶红外光谱仪（FTIR）、热重分析仪（TGA）、扫描电子显微镜（SEM）等。
三、预期成果1. 完成无卤阻燃剂的制备，并对其阻燃性能进行测试和分析，为其在热塑性高分子材料中的应用提供技术基础和条件保障。
2. 揭示无卤阻燃剂的作用机理和相互作用机制，为热塑性高分子材料的阻燃研究提供理论支撑和创新思路。
3. 推动无卤阻燃剂在热塑性高分子材料中的应用，为环保领域的可持续发展做出贡献。
四、研究进度安排第一年：1. 综述无卤阻燃剂的研究现状和发展趋势。
2. 选取合适的无卤阻燃剂原料，并进行相关性质测试和表征。
无卤磷氮阻燃剂的合成及在PC阻燃中的应用
1
1. 1
实验部分
主要原料 DOPO, 工业级, 山东铭杉精细化工有限公司; N P MI, 工业级 , 富阳市泰安精细化工有限公司; 四氢呋喃, 分析纯, 成都科龙化工试剂厂 ; 回收 P C 粒料 , 工业级, 浙江慈溪市桥头镇嘉禾塑
料加工厂 ; 含磷阻燃 PET , 自制; MP S, 自制。 1. 2 主要设备及仪器 红外光谱仪 , M X 1, 美国 PE 公司 ; 差示量热扫描仪 , DSC 200, 德国 Net zsch 公司; 热重分析仪 , T G 209, 德国 N et zsch 公司; 液质联用仪, Varian 1200LC/ M S, 美国 Varian 公 司; 扫描电子显微镜 , T M 1000, 日本日立公司 ; 粉碎机, DJ 04, 上海淀久中药机械制造有限公司 ; 同向双螺杆混炼挤出机, T E 35, 南京科亚公司; 立式塑胶注射成型机, P S630BM/ BK2084A/ C, 震 威立塑机械制造厂; 垂直燃烧测定仪 , CZF 1, 江苏省江宁县分析仪器 厂; 氧指数测定仪, FT A, 英国 T arlin Scientif ic 公司 ;
∀ 72 ∀
无卤磷氮阻燃剂的合成及在 P C 阻燃中的应用
阻燃剂使用, 可用于聚酯、 聚酰胺、 环氧树脂、 聚氨酯、 以及酚醛树脂等多种高分子材料的阻燃
[ 6~ 11]
拉力试验机 , L D 250, 广州材料试验机厂; 冲击试验机 , Jb 6, 吴忠材料试验机厂。 1. 3 试样制备 DOP MI 的制备: 将计量的 DOPO 和四氢呋喃溶剂 加入到四口烧瓶中 , 升温搅拌, 通 N 2 , 待 DOPO 全溶后 向体系中加入少量催化剂, 然后在一定温度下滴加由 四氢呋喃配制好的 N PM I 溶液 , 控制滴加速度。滴加 完毕后继续回流反应 2~ 3 h, 抽滤、 洗涤、 烘干后得到 细砂状白色固体 , 产率为 78. 8 % 。合成路线如式 ( 1) 所示。
无卤阻燃剂的生产工艺
无卤阻燃剂的生产工艺
无卤阻燃剂的生产工艺主要包括以下几个主要步骤和技术特点：
1. 合成阶段：
1)磷系无卤阻燃剂：利用有机或无机磷酸酯、膦酸酯或其他含磷化合物与树脂
基体进行化学反应或者物理混合，形成稳定的无卤阻燃体系。
例如，通过将二乙基次磷酸和二苯基二氯硅烷反应制备硅系磷类无卤阻燃剂。
2)氮系无卤阻燃剂：基于三聚氰胺、胍盐等含氮化合物进行改性或复合，这类
阻燃剂通常具有良好的热稳定性和协同阻燃效果。
2. 膨胀型无卤阻燃剂：
以可膨胀石墨为例，首先对天然石墨进行浓硫酸处理后水洗、过滤、干燥，然后在高温下（900～1000℃）进行膨化处理，生成具有优异阻燃性能的膨胀石墨材料。
3. 相转移催化技术：
在某些工艺中，采用相转移催化剂促进固液相之间的反应，如接枝反应，使得含氧胺类化合物能够有效地接枝到主链上，提高阻燃剂与聚合物的结合力及阻燃效率。
4. 复合配方设计：
根据不同应用场景和需求，可能会将多种无卤阻燃剂按照一定比例进行复配，以实现更好的阻燃效果和兼容性，同时考虑成本、环保和加工性能等因素。
5. 造粒与后处理：
将合成好的无卤阻燃剂与载体或分散剂混合均匀后，通过挤出、造粒等方式制成便于运输和添加的颗粒状产品，并进行必要的后处理，如冷却、筛选、包装等。
6. 质量控制与检测：
生产过程中严格控制各项工艺参数，确保产品质量稳定，同时对最终产品进行性能测试，包括阻燃性能、热稳定性、力学性能、环保指标等。
以上信息涵盖了不同类型无卤阻燃剂生产的一般流程，具体的生产工艺细节会根据所选用的原料种类和目标产品的特性有所不同。
一种无卤阻燃聚烯烃组合物及其制备方法和应用与流程
一种无卤阻燃聚烯烃组合物及其制备方法和应用与流程
无卤阻燃聚烯烃组合物是一种不含卤素的阻燃材料，用于提高聚烯烃材料的阻燃性能。
其制备方法通常包括以下几个步骤：
1. 选择合适的聚烯烃基料，如聚乙烯、聚丙烯等。
2. 添加阻燃剂。
阻燃剂可以选择生物基阻燃剂、无卤磷系阻燃剂等。
根据不同的阻燃效果要求，可以适当调整阻燃剂的添加量。
3. 添加增塑剂。
增塑剂可以提高聚烯烃材料的可加工性和柔韧性。
4. 混合均匀。
将聚烯烃基料、阻燃剂和增塑剂等原料进行充分混合，使其均匀分散。
5. 加热熔融。
将混合物加热至熔融状态，使各组分充分溶解。
6. 挤出成型。
将熔融状态的混合物通过挤出机或注塑机等装置加工成所需的形状。
无卤阻燃聚烯烃组合物可以广泛应用于建筑材料、电线电缆绝缘层、汽车零部件、电子产品外壳等领域。
其制备过程简单、成本低廉、环保性能好，因此受到越来越多领域的关注和应用。
PA6无卤阻燃剂
无卤阻燃剂
（用于PBT、PA6）
一、产品介绍：
该型号无卤阻燃剂是一种新型高效的环保P、N复合体系阻燃剂，专为玻纤增强聚酯PBT产品所设计，是与科莱恩OP 1240类似产品，其具备以下特点：
1、主要用于替代进口产品，性价比优；
2、环保无卤，符合欧盟ROHS环保要求；
3、属于P、N复合，含P量大于25%；
4、热稳定性高，阻燃效果优异，添加17-20%阻燃剂，25-30%份玻纤，可轻松达到V0(0.8-3.2MM)级；灼热丝GWFI(3.0mm) 960℃；具有CTl值约600V的良好电学性能；
5、产品用途广泛，可用于PBT、PA6等无卤阻燃改性；
6、产品制备综合性能好，制备的阻燃产品冷却后味道降低明显。
二、质量指标
外观：白色粉末
P含量：大于25％
N含量：小于15％
开始分解温度：290℃
水溶性：小于1%
三、毒性
LD50(小白鼠口服)>5000mg/kg(属无毒)
潜在致癌性：无
皮肤刺激性：无
四、应用配方参考
1、PBT阻燃
建议配方：
四、包装及贮运
内塑外编，每袋净重25KG，放置阴凉处，防止高温及接触火源，勿沾潮湿。
无卤阻燃剂的研究及在高分子材料中的应用
无卤阻燃剂的研究及在高分子材料中的应用摘要：无卤膨胀型阻燃（IFR）由于独特的膨胀成炭阻燃机理，被大量应用于聚烯烃材料，其具有高阻燃性、抗熔滴、高耐候、无卤、低烟等优点。
聚磷酸铵（简称APP）作为主要酸源应用于膨胀型阻燃剂复配。
但APP耐水性差，易吸潮水解，因此其在加工过程中有水滑，高温高湿析出，产品浸水后阻燃性能下降明显的缺点。
新无卤膨胀型阻燃体系在阻燃机理上建立了分阶段阻燃模型，前期气相阻燃为主，后期以传统的IFR凝聚相形成致密炭层，避免了不同阻燃机理的相互干扰。
新阻燃体系阻燃效率高，气相和凝聚相相互协同改善了薄壁制品滴落性，解决了玻纤增强体系的“烛芯”效应，同时应用热塑性弹性体具有相容性好，阻燃性佳，稳定通过VW-1测试的优点。
关键词：无卤阻燃剂；高分子材料引言高分子材料是由称为单体的重复单元构成的长链分子，与钢铁、木材和水泥一起被认为是促进社会生产力发展的新型材料[1-2]。
高分子材料具有易加工性、柔韧性、抗疲劳性、可生物降解性、质量轻、优异的减震性能、生产成本低以及高介电常数和机械强度等特点，广泛应用于航空航天、电子工业、生物医学以及汽车等行业[3-4]。
但大多数的高分子材料具有易燃性，具有火灾危险[5]。
阻燃剂能够赋予合成材料自熄性、难燃性和消烟性，因此成为高分子合成材料开发和应用的重要助剂之一[6]。
由于含卤阻燃剂的阻燃效率较高，可通过抑制点燃和减慢火焰蔓延来发挥作用。
然而，含卤阻燃剂在燃烧过程中易排放有毒气体和烟雾，释放酸性烟气，因此，需要开发无卤阻燃剂[7]。
基于此，本研究针对磷系阻燃剂、氮系阻燃剂以及硅系阻燃剂的研究进展情况、阻燃机理和未来的发展趋势做出简要介绍，以期为相关研究提供参考。
一、磷系阻燃剂磷系阻燃剂可分为两种：无机磷系阻燃剂和有机磷系阻燃剂。
无机磷系阻燃剂主要有聚磷酸铵、红磷和三聚氰胺盐等，有机磷系主要有磷酸酯类阻燃剂、磷腈类和磷杂菲化磷系阻燃剂的阻燃机理主要是凝聚相阻燃和气相阻燃，具体过程是在材料燃烧时通过磷系化合物的热分解，并且产生水气、磷酸、偏磷酸和PO·等活性自由基，能够有效降低燃烧周围的温度，产生的水蒸气或一些惰性气体还能稀释周围的助燃和有毒气体；产生的磷酸和偏磷酸能够附着在材料的表面，起到阻隔的作用，同时还可以作为酸源来促进成炭；活性游离基还能够阻断气相中的燃烧链式反应从而阻止燃烧。
尼龙6对聚丙烯协同无卤阻燃作用研究的开题报告
蒙脱土/尼龙6对聚丙烯协同无卤阻燃作用研究的开题报告一、研究背景随着现代化建筑和电子信息技术的快速发展，聚合物材料在人们日常生活和各行业中应用越来越广泛，但由于其易燃、有毒等特性也带来了一定的安全隐患。
因此，阻燃材料的研发成为一个十分重要的方向。
目前，阻燃技术主要分为添加型和协同型两种。
添加型阻燃剂在材料制备过程中加入，在发生火灾时分解并吸收释放出来的热量，从而抑制火势扩散；而协同型阻燃剂则是将两种或多种不同的阻燃剂进行复合，以增强阻燃效果。
二、研究内容及目的本文针对蒙脱土与尼龙6协同无卤阻燃材料的相关领域展开研究。
具体内容如下：1.选定蒙脱土和尼龙6作为研究对象，通过变量实验设计方法研究不同比例下的蒙脱土和尼龙6协同无卤阻燃效果；2.通过热失重分析、热重分析和SEM等仪器对材料进行性能测试和表征，探究协同无卤阻燃剂的加入对材料性能的影响；3.总结对比添加型和协同型阻燃剂的阻燃效果，找出蒙脱土/尼龙6协同无卤阻燃材料的特点和优势。
研究目的旨在为该领域的阻燃技术提供新的理论和实践依据，提高材料安全性。
三、研究方法与技术路线1.材料制备：采用熔融共混法，将蒙脱土与尼龙6按照一定的比例混合，并加入无卤阻燃剂，在混合中加入助剂和稳定剂，均匀混合后通过注塑成型获得目标材料。
2.性能测试：利用热失重分析仪对合成材料进行热稳定性测试，利用差示扫描量热仪测试其热重降解的温度和反应热；同时，用扫描电子显微镜（SEM）观察其表面形貌和组织结构。
3.数据分析：采用多元回归分析方法，对研究的数据进行综合分析，并通过对比其他阻燃剂的效果，总结研究结果及对材料的改良工作。
四、研究意义本文的研究结果对提高现代化建筑、电子信息等领域聚合物材料的安全性以及改善人们的生产生活环境具有重要意义。
本研究具有一定的创新性和应用价值，并可为该领域的后续研究提供参考。
一种新型无卤阻燃剂在聚丙烯材料中的应用
区２ ０ ０ ℃ ，五 区 １ ９ ０ ℃ ，机 头 １ ８ ０ ℃。将 共 混 样 品
用Ｘ Ｌ Ｂ ～型 平 板 硫 化 机 于 ２ ０ ０ ℃下 压 片 ，预 热 ６
ｍｉ ｎ ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ表压 １ ０ ＭＰ ａ下热压 ６ ｍｉ ｎ 。自然冷却 ，裁剪
仪 ，Ｎ Ｅ Ｔ Ｚ Ｓ Ｃ Ｈ Ｔ Ｇ ２ ０ ９ Ｆ ｌ ，德国。
命 财 产安 全具 有 重要 的意 义 ，同 时具 有 广 阔 的市
场 空 间。我 们 实验 室 过去 已研 究 开发 出多 种聚 烯 烃 用 无 卤阻燃 剂 ，部 分 阻燃 剂 已实 现 了工 业 化 ， 供 应市 场 。例 如 ，我 们开发 成功 的 ＸＲ一 ６ ０型 无 卤
剂的高 ，但成本有 了较大 的降低 。
１ 实验部分
１ ． １主要原料与设备
磷 氮低 聚物 无 卤 阻燃 成炭 剂 Ｐ Ｔ Ｐ Ｅ ， 自制 ；聚
重要 领 域 （ 如 电子 电 器 、电线 电缆 、 日用 消 费用
品 、装饰 及服 装 等 ）的 应 用受 到 了限制 ，特 别是 近 年 来 由高分 子材 料 着 火 引发 的 重特 大 火 灾所 造
标准 Ａ Ｓ Ｔ ＭＤ ２ ８ ６ ３测 定 对 阻燃 样 品进 行 测 试 。垂
直 燃 烧 测 试 ，用 Ｃ Ｚ Ｆ 一 ２型 垂 直 燃 烧 仪 根 据 标 准 ＡＳ Ｔ ＭＤ６ ３ ５ 测定程序对阻燃样 品进行测试 。
全球产 量最大的 通用树 脂之一 ，被广 泛用于 包装 、
纺织 品、建 材 、 电子 电器等 很 多 行 业 。聚 丙烯 材 料 的极 限氧指数 （ Ｌ Ｏ Ｉ ）仅为 １ ７ ． ４ ，属易燃材 料 ， 且燃 烧 时 产 生大 量 熔 滴 ，不 易熄 灭 ，使 得 在一 些
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由基链式反应，分为四步：链引发、链增长、链支化和链终止【９－１１１。
１．链引发
ＲＨ＿Ｒ．＋Ｈ·
２．链增长
Ｒ．＋０２一ＲＯＯ·
ＲＨ＋ＲＯＯ·—｝ＲＯＯＨ＋Ｒ·
第ｌ章绪论
硕’｛：论文
３．链支化 ４．链终止
Ｒ００Ｈ—｝ＲＯ．＋ＯＨ· ２Ｒ００Ｈ—｝ＲＯＯＨ＋ＲＯ斗０Ｈ· ２Ｒ·—｝Ｒ—Ｒ Ｒ·＋ＯＨ·—｝ＲＯＨ ２Ｒ０·—，Ｒ００Ｒ
ｓｙｓｔｅｍ ｉｎ ｔｈｅ ｆｏｒｍ ｏｆ ｏｌｒｔｈｏｇｏｎａｌ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ．Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ ｆｉｌｌｅｒ ｒｅｔａｒｄａｎｔｓ ａｌｕｍｉｎａ
ｈｙｄｒｏｘｉｄｅ ａｎｄ ｌａｙｅｒ－ｄｏｕｂｌｅ ｈｙｄｒｏｘｉｄｅ ｓｈｏｗｅｄ ｂｅＲｅｒ ｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ ｗｉｔｈ ｐｏｌｙｍｅｒ ｍａｔｅｒｉａｌｓ
ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｐＨ ｏｎ ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ Ｗａｓ ａｌｓｏ ａｎａｌｙｚｅｄ．Ａｎｏｔｈｅｒ ｒｅｔａｒｄａｎｔ（１ａｙｅｒ－ｄｏｕｂｌｅ
ｈｙｄｒｏｘｉｄｅ）ｗａｓ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ｂｙ ｏｎｅ ｓｔｅｐ ｃｏｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ ｔｈｒｏｕｇｈ ａｎｉｏｎ ｅｘｃｈａｎｇｅ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｉｔｓ ｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃｉｔｙ ａｎｄ ｔｈｅｒｍａｌ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ．Ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｔｉｍｅ，ａｓｓｉｓｔｅｄ ｉｎｔｅｒｃａｌａｔｉｏｎ
ＫＪ／ｍ２，ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｂｙ １ ９．５％；ａｎｄ ｔｈｅ ｌｉｍｉｔｅｄ ｏｘｙｇｅｎ ｉｎｄｅｘ（ＬＯＩ）ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｉｓ ２８．５
％，ｖｅｒｔｉｃａｌ ｆｉｒｉｎｇ ｒａｎｋｉｎｇ ＵＬ９４Ｖ－０（３．２ ｍｍ）．Ａｓ ＰＰ：ＭＲＰ：ＬＤＨｓ：ＡＴＨ＝１ ００（ｐｈｒ）：１ ０
关键词：无卤阻燃剂，层状双氢氧化物，氢氧化铝，红磷，复合材料
Ａｂｓｔｒａｃｔ
硕Ｊｊ论文
Ａｂｓｔｒａｃｔ
Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅＬ ｔｈｒｅｅ ｈａｌｏｇｅｎ－ｆｌｅｅ ｆｌａｍｅ ｒｅｔａｒｄａｎｔｓ ｗｅｒｅ ｐｒｅｐａｒｅｄ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ
ｉｎ ｔｈｅ ｐｏｌｙｍｅｒｓ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｗａｓ ａｌｓｏ ｓｔｕｄｉｅｄ．Ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｒｅｄ ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ ａｎｄ ａｌｕｍｉｎａ
ａｎｄ ｂｅｔｔｅｒ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｒｅｓｔｒａｉｎｔ ｓｍｏｋｅ ａｆｔｅｒ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ．Ｔｈｅ ｍｉｃｒｏｅｎｃａｐｓｕｌａｔｅｄ ｒｅｄ
ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ（ＭＲＰ）ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ ａｎ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ ｒｅｔａｒｄａｎｃｙ ｉｎ ＰＡ６，ｖｅｒｔｉｃａｌ ｆｉｒｉｎｇ ｗｏｕｌｄ ｒａｎｋ
燃烧加速阶段，持续的热传导和加热，聚合物链的弱键处发生断裂，产生易燃的 小分子片段。当温度达到聚合物的分解温度后，聚合物的大分子链开始断裂，聚合物 便快速分解。而分解温度主要取决于聚合物中最低稳定性的化学键的键能，这是聚合 物燃烧难易程度的主要内在因素。分解反应的性质对热解和燃烧过程有影响，吸热效 应可以抑制分解和燃烧过程，则放热效应促进这一进程。随着分解产物的形成，气相
研究生签名：边塞叠 ．
冽。年；月）：；日
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研究生签名：邋哗二 枷年名月矽日
ｒｅｔａｒｄａｎｔｓ ｍｅｎｔｉｏｎｅｄ ａｂｏｖｅ，ｔｈｅｙ ｗｅｒｅ
ａｐｐｌｉｅｄ ｉｎ ｐｏｌｙａｍｉｄｅ ６（ＰＡ６）ａｎｄ ｐｏｌｙｐｒｏｐｌｅｎｅ（ＰＰ）．Ｆｉｒｓｔ ａｎａｌｙｚｅｄ ｆｌａｍｅ ｒｅｔａｒｄａｎｃｅ
ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｓｉｎｇｌｅ ｒｅｔａｒｄａｎｔ ｏｎ ｐｏｌｙｍｅｒ ｍａｔｅｒｉａｌｓ，ｆｏｌｌｏｗｅｄ ｂｙ ｍｕｔｉｐｌｙ ｒｅｔａｒｄａｎｔｓ ｍｉｘｅｄ
ＴＥＭ．Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ，ｔｈｅｉｒ ｔｈｅｒｍａｌ ｓｔａｂｉｌｉｔｉｅｓ ｗｅｒｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄ ｂｙ ＴＧ ａｎｄ ＤＳＣ ａｎａｌｙｓｉｓ，
ａｎｄ ｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃｉｔｉｅｓ ｗｅｒｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄ ｂｙ ｓｔａｔｉｃ ｃｏｎｔａｃｔ ａｎｇｌｅ．
ｆｌａｍｅ Ａｆｔｅｒ ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｒｅｅ ｈａｌｏｇｅｎ－ｆｒｅｅ
１．２高聚物的燃烧机理
聚合物燃烧时，主要是可燃物与氧化剂之间的一种快速氧化反应，是个复杂的物
理一化学过程，通常伴随着发热和发光等现象，产生气态和凝聚态产物【７Ｊ。它不仅受
聚合物本身性质的制约，还受到诸如通风效果、材料的形状、引燃源的强度和类型等
外界因素的影响Ｉ引。不同高聚物的燃烧过程机理各异，聚烯烃类的燃烧过程主要是自
ａｇｅｎｔ ａｓ ｗｅｌｌ ａｓ ａｍｏｕｎｔ ｏｆ ｉｎｔｅｒｃａｌａｔｉｏｎ ａｇｅｎｔ ｗｅｒｅ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ． Ｉｔ Ｗａｓ ｆｏｕｎｄ ｔｈａｔ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｈａｄ ｏｂｖｉｏｕｓ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｎ ｔｈｅ ｔｏｐｏｇｒａｐｈｙ ａｎｄ
ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｒｅｓｕｌｔｅｄ ｆｌａｍｅ ｒｅｔａｒｄａｎｔｓ，ｗｈｉｃｈ ｗｅｒｅ ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｄ ｂｙ ＸＲＤ，ＦＴ－ＩＲ，ＳＥＭ ａｎｄ
恻 赠
时间
图１．１典型的受限空间火灾燃烧过程‘１３】
早期的加热阶段，对于聚合物而言，基本上仍处于物理变化过程，主要出现软化、 熔融、表面发泡等现象。这一阶段对后续造成火灾的影响主要是传热过程，但是这一 阶段的物理变化，也可能对燃烧过程产生影响。比如聚合物的熔融滴落行为，对于材 料的火灾安全性而言，它既是有利的，也可能不利的。因为一方面能带走部分的热量， 另一方面也可能导致火焰的转移和散布，火灾会进一步的扩大。所以对材料的燃烧性 能需要按照标准测试，并且按照测试现象，谨慎分析结果。
南京理工大学 硕士学位论文 无卤阻燃剂的制备及在PA6、PP中的应用 姓名：沈爱辉 申请学位级别：硕士 专业：材料学 指导教师：刘孝恒
20100620
硕士论文
无卤阻燃剂的制务及ｎｉ ＰＡ６、ＰＰ中的Ｊ衄用
摘要
本文主要研究了三种无卤阻燃剂的制备及其在高分子材料中的应用。红磷和氢氧 化铝（ＡＴＨ）两种阻燃剂的改性采用原位聚合法，使其表面包覆一层有机高分子，一 方面增加其与高聚物的相容性，另～方面增加其稳定性，同时分析了ｐＨ对包覆效果 的影响。另外一种阻燃剂层状双氢氧化镁铝（ＬＤＨｓ）的改性，通过阴离子交换，插 入层间提高亲油性和热稳定性，通过反滴一步法制备出亲油的层状双氢氧化镁铝；分 析反应时间、助插层剂的加入、插层剂的量对改性产物的影响。
（ｐｈｒ）：１ ５（ｐｈｒ）：３０（ｐｈｒ），ｔｈｅ ｌｉｍｉｔｅｄ ｏｘｙｇｅｎ ｉｎｄｅｘ（ＬＯＩ）ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｉｓ ２７．０％，
ｖｅｒｔｉｃａｌ ｆｉｒｉｎｇ ｒａｎｋｉｎｇ ＵＬ９４Ｖ－１（３．２ ｍｍ）．Ｂｅｓｉｄｅｓ，ｆｌｅｘｕｒａｌ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ
针对制备得到的阻燃剂，分别采用ＸＲＤ、ＦＴ－ＩＲ、ＳＥＭ、ＴＥＭ等测试手段观察 其形貌和结构，通过ＴＧ、ＤＳＣ检测其热稳定性能，接触角定性测试其亲油性。通过 这些测试能全面的得出改性效果的好坏。
三种阻燃剂应用于聚己内酰胺（ＰＡ６）、聚丙烯（ＰＰ）中。首先分析单组份阻燃 剂应用于聚合物中的效果，再采用正交法多组分复配阻燃。无机填料类阻燃剂氢氧化 铝和层状双氢氧化镁铝改性后与聚合物的相容性变好，抑烟效果较好。微胶囊红磷 （ＭＲＰ）的阻燃效率较高，加入２０ ｐｈｒ就能使ＰＡ６达到ＵＬ９４Ｖ－０级，但是有较大的 黑烟。通过复配采用ＰＡ６：ＭＲＰ：ＬＤＨｓ：ＡＴＨ＝１００：１０：５：３０，冲击强度达到４．８５ Ⅺ／ｍ２，提高了１９．５％；ＬＯＩ为２８．５％，达到ＵＬ９４Ｖ－０（３．２ ｍｍ）。 ＰＰ：ＭＲＰ：ＬＤＨｓ：ＡＴＨ＝１００：１０：５：３０，弯曲强度提高了１２．３％，ＬＯＩ为２７．０％， 达到ＵＬ９４Ｖ－１（３．２ ｍｍ）。
目前，全球每年的阻燃剂用量大约是１４０万吨，并且以年均４％＇－－５％的速度增 长１３Ｊ。根据阻燃剂与被阻燃基材的关系，阻燃剂可分为添加型和反应型，其中８５％ 为添加型阻燃剂，１５％是反应型阻燃剂。添加型阻燃剂主要是以物理共混的方式分散 于基体材料中，不与其它组份发生化学反应，多用于热塑性聚合物；而反应型阻燃剂 可作为聚合物的单体或者是助剂参与合成聚合物的过程中，最后成为聚合物的结构单 元，多用于热固性聚合物【４】。目前在工业上用量较大的阻燃剂主要是卤化物、磷系阻 燃剂、硼酸锌、氢氧化铝、红磷及三氧化二锑（辅助阻燃剂）等【５Ｊ。随着环保呼声日 益高涨，国内外不少厂商正在积极研究开发无卤阻燃剂，且不断有新产品问世，无卤 阻燃剂有成为聚合物阻燃科学与技术中主角的趋势１６Ｊ。
硕一Ｌ．论文
无卤阻燃剂的制备及在ＰＡ６、ＰＰ中的应用
第１章绪论
１．１引言
随着社会的进步，塑料的需求也在日益增加。尤其是高性能的工程塑料，在建筑、 汽车、航天等领域中有着广泛的应用。为了节省大量的木材，“以塑代木’’的理念逐 渐被人们所接受，高性能的复合材料既符合应用要求并且可以回收再利用，符合社会 可持续发展战略。但是，我们享受着塑料时代带来的便利的时候，同时也遭受着火灾 的威胁。早期对高分子材料的阻燃改性只注重于火灾的危险，随着时间的推移和研究 的深入，我们发现很多阻燃剂在火灾过程中会造成二次污染，没有真正解决问题。随 着欧盟两项指令“废弃电子电器设备指令”（Ｗａｓｔｅ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ Ｄｉｒｅｃｔｉｖｅ，ＷＥＥＥ）ＩＩ】及“电子电器设备中禁用有害物质指令”（Ｒｅｓｔｒｉｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｈａｚａｒｄｏｕｓ Ｓｕｂｓｔａｎｃｅｓ Ｄｉｒｅｃｔｉｖｅ，ＲｏｌｌＳ）的颁布１２Ｊ，加速了废弃含卤阻燃剂的进程，如何在防火 和环保之间找到一个平衡点是未来阻燃剂研究的重要方向。