PP阻燃剂中影响阻燃的因素有哪些
阻燃PP
《聚合物专业综合实验》报告一、实验目的1、掌握阻燃聚丙烯配方设计的基本知识，理解阻燃聚丙烯注射成型各环节及其与预制品质量的关系。
2、了解加工阻燃聚丙烯的设备，如同向双螺杆挤出机、立式注射成型机、氧指数测试仪、燃烧测试箱的基本结构，并学会这些设备的操作方法。
3、了解氧指数的意义，了解UL94阻燃性能测试方法及其判定标准。
二、实验原理聚丙烯(PP)是三大通用塑料之一，具有生产成本低、综合力学性能好、无毒、质轻、耐腐蚀、电气性能好、易加工、易回收等诸多优点，被广泛地应用于化工、化纤、建筑、轻工、包装等领域。
随着其应用范围的扩大、用量的增加，火灾隐患也越来越多，为了避免灾害的发生，保证人民生命财产的安全，赋予聚丙烯材料阻燃性能是十分重要和必要的，这也是目前有关聚丙烯阻燃研究十分活跃的重要原因之一。
传统的聚丙烯阻燃改性方法是添加含卤阻燃剂(如，十溴联苯醚、六溴环十二烷、八溴醚等)，但添加含卤阻燃剂制成的阻燃PP，在燃烧发挥效能的同时，会释放出污染环境、危害人体健康的烟和腐蚀性气体，这些腐蚀性气体对建筑物及设备的破坏甚至超过火灾本身，更严重的是某些溴系阻燃剂燃烧或热裂时，会形成有毒的致癌物多溴代二苯并二噁烷及多溴代二苯并呋喃。
因此需要新的阻燃剂：膨胀型阻燃剂。
添加膨胀型阻燃剂的聚丙烯燃烧时，会在表面形成一层均匀的炭质泡沫层，此炭层在凝聚相能起到隔热、隔氧、抑烟和防熔滴的作用，而且无卤、低烟、低毒、无腐蚀性气体，对PP力学性能和加工性能的影响也较少小，基本上克服了传统阻燃剂技术中存在的缺点。
PP阻燃剂的添加主要通过机械混合的方法将添加型阻燃剂加入PP中。
利用高速混合机混合成配料，然后通过双螺杆挤出机，挤出造粒，经过烘干后，将母粒放入立式注射成型机，注射成样条，最后通过测试氧指数和燃烧性能判断样条阻燃性能。
三、实验仪器和原料仪器设备1、电子天平（最大称重量为10000g）2、同向双螺杆挤出机（科倍隆科亚南京机械有限公司）型号：PET35 出场编号：Y592 长径比：36 螺杆直径：35.6 主电机功率：11KW 螺杆转速：500r/min 机组重量：500KG3、立式注射机（杭州大局机械有限公司）型号：TY-400 机器编号：0616马力：5.5KW 电机：380V AC/50Hz 电热：4.24KW4 、氧指数测试仪5、燃烧测试箱原料纯PP颗粒745g,阻燃剂APP 250g,抗滴落剂聚四氟乙烯5g四、实验步骤1 、配料首先根据配方，按照要求比例在电子秤上称量出各组分所需质量，总量为1000g，所有组分误差不超过1%，根据组分用量多少，选择合适的台秤。
丙烯酸树脂增容膨胀型阻燃聚丙烯的阻燃作用
丙烯酸树脂增容膨胀型阻燃聚丙烯的阻燃作用马志领;丁春月;李晓英;宋洪赞;魏海英【摘要】A composite of polypropylene (PP) with pentaerytheritol phosphate ester melamine resin salt (PPEMR) with acrylic resin as a eompatibiiizer was prepared and its fire-retardant behavior was investigated. Rheological testing and scanning electron microscopy observation indicated that when the content of AR was between 2.5 phr and 3.75 phr, the melt viscosity of the composite was the highest. During burning, a foam char layer was formed. Thermal analysis and infrared spectra showed that carboxylic acid group of AR reacted with the -NH2of PPEMR, which retarded the degradation and leaded to a comparatively thermal stabilization of the composite. The higher the melt viscosity, the easier the formation of the foam char layer. Thermal analysis curve assumed that the heat release process was delayed, and the heat release temperature range was broadened.%采用力学性能测试、旋转流变仪、扫描电子显微镜、水平燃烧等手段研究了丙烯酸树脂（AR）增容聚丙烯／季戊四醇磷酸酯三聚氰胺甲醛树脂盐（PP／PPEMR）复合材料的力学性能、流变行为和阻燃性能。
阻燃PP材料简介以及阻燃机理
阻燃PP材料简介以及阻燃机理阻燃PP材料由于其密度轻盈、耐候性优异及综合价格低廉，受到越来越多厂商的青睐，在很多应用场合已成功取代阻燃PS、阻燃ABS等。
在阻燃PP材料兴起的背后，有个困扰的问题可能经常会遇到，那就是阻燃材料的析出性问题，在无卤阻燃材料中显得更为明显。
阻燃剂析出不仅经常在注塑过程中产生模垢、粉末状结块、粘模等影响正常生产，在制件成品中也经常发生析出，产生白色雾状物质影响产品外观及导致阻燃性下降等。
在解决阻燃剂析出问题前，我们先探讨影响析出问题的两个重要因素：1、阻燃剂与PP基材树脂的相容性阻燃剂在PP树脂中一般呈两种状态：以类似填料形式填充树脂中，另一类则以融化状态均匀分散在树脂中。
由于PP为非极性材料，极性阻燃剂与PP便会存在界面相容性问题。
界面相容性越差，其越容易产生析出性问题。
2、温度对阻燃剂析出影响PP为半结晶性物质、具有较低的玻璃化转变温度，当环境温度高于其玻璃化转变温度时，随着温度的升高，无定形链段热运动将会加快，使得与PP树脂相容性较差的小分子阻燃剂能够比较容易的克服阻力迁移到表面。
这也是制件存放一段时间后表面有时也会出现析出现象的原因，而高温注塑过程是析出最明显的过程，其析出常反映在模具上产生模垢等，注塑温度越高析出越厉害。
阻燃剂迁移速率与温度的关系大致可用图四表示，在阻燃剂分解温度范围内，其析出速率随着温度的升高而明显加快。
在恒定温度下，析出同样与时间存在一定关联。
在了解产生析出原因后，对阻燃析出问题改进便可事半功倍。
主要有两种方法：1.引入强极性基团（如胺基、羧基、环氧基团等），增强阻燃剂与PP界面作用，可有效减轻阻燃剂析出问题。
2.提高阻燃剂与树脂间的迁移阻力，降低低分子量阻燃剂的迁移速率：降低温度以减弱链段间运动或提升阻燃剂分子的聚合度并降低分子量分布宽度便成为减轻阻燃剂析出的有效措施。
需要指出的是：无析出阻燃PP并不是完全没有析出，其只是在极大程度上降低了阻燃剂的迁移性。
聚丙烯阻燃性能的研究 文献综述
---------------------------------------------------------------范文最新推荐------------------------------------------------------ 聚丙烯阻燃性能的研究+文献综述摘要：本论文首先考察了膨胀型阻燃剂(IFR)如：聚磷酸铵、季戊四醇，及氢氧化镁分别对聚丙烯(PP)的阻燃性能研究，结果表明，各单组分分别制备的聚丙烯材料当添加量达到30%，氧指数最高一组为23.8，但拉伸强度仅为7.55；为改善添加阻燃剂的聚丙烯材料的阻燃性能，论文进一步探讨了这三种阻燃添加剂二元复合体系的PP材料的阻燃性能，研究结果表明，APP/PER/PP阻燃材料存在协同效应具有很高的氧指数，为35.8，但同样其材料的拉伸强度大幅下降，为10.92MPa；最后论文研究了含APP/PER/Mg(OH)2三元复合添加体系的PP材料的阻燃性能，并对添加剂的配比进行了优化，结果表明，当添加剂配比为APP/PER/Mg(OH)2配比为1:2:1时，材料氧指数为23.9，拉伸强度为20.48MPa，阻燃性能较好，且力学性能达到要求。
6527关键词：聚丙烯；膨胀阻燃剂；聚磷酸铵；季戊四1 / 20醇；氢氧化镁Flame Retarding Performance of PolypropyleneAbstract:this paper first examines the expansion type flame retardant (IFR) such as: ammonium polyphosphate, pentaerythritol,and magnesium hydroxide flame retardant properties of polypropylene (PP).Results show that each single component of polypropylene prepared homemade materials even if the content reached 30%, oxygen index of the highest group was 23.8, but the tensile strength of only 7.55.Added to improve the flame retardant properties of fire retardant polypropylene material, the paper further discusses the three kinds of flame retardant additives binary compound system of the flame retardant properties of PP material.Research results show that the APP/PER/PP flame retardant material has synergistic effect of high oxygen index, at 35.8, but the same material tensile strength dropped sharply, to 10.92MPa.Finally thesis research including APP/PER/Mg(OH)2 ternary composite flame retardant properties of PP material adding system,and the ratio of additive was optimized,when the additive---------------------------------------------------------------范文最新推荐------------------------------------------------------proportion of APP/PER/Mg(OH)2 ratio of 1:2:1, materials for oxygen index was 23.9, the tensile strength of 20.48MPa, good flame retardant performance, and mechanical performance meet the requirements.4.3 聚磷酸铵/氢氧化镁二元复合体系的阻燃性能及力学性能分析154.4 季戊四醇/氢氧化镁二元复合体系的阻燃性能及力学性能分析164.5 小结175 APP/PER/Mg(OH)2三元复合阻燃体系研究18 5.1 引言185.2 APP/PER/Mg(OH)2三元复合体系阻燃正交实验设计及结果183 / 205.3 APP/PER/Mg(OH)2三元复合阻燃体系的配方优化195.3.1 氧指数结果分析195.3.2 拉伸强度数据分析205.3.3 正交实验数据综合分析以及最佳配比的选择216 结论226.1本论文的主要研究成果与结论226.2存在的问题与展望22致谢23参考文献241 绪论---------------------------------------------------------------范文最新推荐------------------------------------------------------ 1.1引言聚丙烯为重复单元为的聚合物。
pp的有关特性
聚丙烯（PP）塑料的几种常用阻燃剂介绍可用于聚丙烯的阻燃剂的品种繁多，按化学组成成分可归纳为两大类：有机阻燃剂与无机阻燃剂；按使用方法又分为反应型和添加型。
具有代表性的阻燃剂有溴系、磷氮系、磷系及氢氧化铝、氢氧化镁等。
1.溴系阻燃剂溴系阻燃剂在20世纪70~80年代中期曾经历了一个快速发展的黄金时代，由于C-Br键的键能较低，大部分溴系阻燃剂在200-300℃下会分解，此温度范围正好也是聚丙烯的分解温度范围，所以在聚丙烯受热分解时，溴系阻燃剂也开始。
进行分解，并能捕捉其降解反应生成的自由基，从而延缓或终止燃烧的链反应。
同时释放出的HBr本身是一种难燃气体，这种气体密度大，可以覆盖在材料的表面，起到阻隔表面可燃气体的作用，也能抑制材料的燃烧。
这类阻燃剂还能与其他一些化合物(如三氧化二锑)复配使用，通过协同效应使阻燃效果明显得到提高。
溴系阻燃剂在聚丙烯阻燃应用上具有重要地位，目前的主要产品有十溴二苯醚、四溴双酚A、四溴二季戊四醇、溴代聚苯乙烯、五溴甲苯和六溴环十二烷等。
溴系阻燃剂的主要缺点是降低被阻燃基材的抗紫外线稳定性，燃烧时生成较多的烟、腐蚀性气体和有毒气体，使其应用受到了一定限制。
2.磷-氮系阻燃剂磷-氮系阻燃剂又称膨胀型阻燃剂，含有这类阻燃剂的高聚物受热时，表面能够生成一层均匀的碳质泡沫层，起到隔热、隔氧、抑烟的作用，并防止产生熔滴现象，故具有良好的阻燃性能。
膨胀型阻燃体系一般由三个部分组成：酸源(脱水剂)，碳源(成碳剂)和气源(氮源、发泡源)。
膨胀型阻燃剂主要通过形成多孔泡沫碳层在凝聚相起阻燃作用。
磷一氮系阻燃剂具有无卤、低烟、低毒的优点。
3.磷系阻燃剂磷系阻燃剂起阻燃作用在于促使高聚物初期分解时的脱水而碳化。
这一脱水碳化步骤必须依赖高聚物本身的含氧基团，对于本身结构具有含氧基团的高聚物。
它们的阻燃效果会好些。
对于聚丙烯来讲，由于本身的分子结构没有含氧的基团，单独使用磷系阻燃剂时阻燃效果不佳，但是如果与(0H)3和Mg(OH)2等复配即可产生协同效应，从而得到良好的阻燃效果。
正确使用PP阻燃剂的方法
2、磷系阻燃剂
磷系阻燃剂起阻燃作用在于促使高聚物初期分解时的脱水而碳化。这一脱水碳化步骤必须依赖高聚物本身的含氧基团，对于本身结构具有含氧基团的高聚物。它们的阻燃效果会好些。对于聚丙烯来讲，由于本身的分子结构没有含氧的基团，单独使用磷系阻燃剂时阻燃效果不佳，但是如果与(0H)3和Mg(OH)2等复配即可产生协同效应，从而得到良好的阻燃效果。
回答2——
阻燃剂析出不析出关键是看你使用的阻燃剂类型，像用八溴这些，析出是无可避免的，这个是由阻燃剂的结构决定的！也就是说阻燃PP阻燃剂析出是因为该阻燃剂品质较低，并且分子量也不高。如果阻燃剂析出量不多，那么可以接着使用，但是该阻燃PP的阻燃效果已经下降，好的情况也许下降不多，但是也难保它从V0变到V1，V2，甚至丧失阻燃效果。具体能不能用，还是做实验再决定吧。阻燃可不是小问题，如果出现安全事故，这些都是要追究责任的。万万不可因小失大。
问题3——
哪些阻燃剂的品质比较良好呢？PP阻燃剂与PP阻燃母粒有什么不同?
回答3——
PP阻燃剂属于阻燃添加剂，而PP阻燃母粒是含有阻燃剂的阻燃材料。阻燃母粒是当今在塑料及橡胶等树脂中表现最优良的阻燃产品之一，富强阻燃母料(母粒)是在阻燃剂的基础上经过多种阻燃成份的有机结合、改性处理与协效作用，并通过双螺杆或三螺杆挤出机经过混炼、挤出、造粒而制得的一种颗粒状产品。
综上所述，同学都可以知道PP塑料阻燃剂的使用趋势将会是无卤环保的PP塑料磷—氮系阻燃剂了。好的，接下来大家可以尽情提问了！
问题1——
在PP塑料加工过程中总是会出现这样那样的问题，请问PP阻燃剂使用时常见的影响阻燃的因素都有哪些呢？
氧化锌催化膨胀型阻燃剂对PP阻燃及力学性能的影响
Ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ＺｎＯ Ｃａｔａｌｙｓｉｓ ＩＦＲ ｏｎ Ｆｌａｍｅ Ｒｅｔａｒｄａｎｃｙ ａｎｄ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ＰｒＯｐｅｒｔｉｅｓ Ｏｆ ＰＰ
ＨｕＡＮＧ ｃｈｅｎｇ－ｙａｌ，ＧｏＮＧ Ｋｅ－ｃｈｅｎ９１，ｚＡｏ Ｙａｎ—ｚｈｉｌ，ＬＩ Ｈｏｎ矿
（１．ｃｏⅡｅｇｅ ０ｆ Ｍａｔｅｒｉａｌ ｓｃｉ．８ｎｄ Ｅｎｇ．，Ｓｏｕｔｈ ｃｈｉｎａ ｕｎｉｖｅｒｓ畸ｏｆ Ｔｅｃｈｎ０１０９ｙ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ５１０６４０，Ｃｈｉｎａ；
ＰＰ中充分分散后压片，于１８０℃下在平板硫化机中
热压成型，再在冷平板硫化机上冷却定型制得试样。
１．３分析及测试
极限氧指数数（￡Ｄ，）测定：按ＧＢ／Ｔ ２４２６—１９９３
标准，在国产ＨＣ．２型氧指数仪上测定；拉伸强度：
按ＧＢ／Ｔ １０４０—１９９２标准，在日本Ｓｈｉｍａｄｚｕ公司的
ＡＧ．１型万能拉力试验机上进行，拉伸速度５０ ｍｍ／
第３４卷第１２期 ２００６年１２月
塑料工业
ＣＨＩＮＡ ＰＬＡＳＴＩＣＳ ＩＮＤＵＳＴＲＹ
氧化锌催化膨胀型阻燃剂对ＰＰ阻燃及力学 性能的影响。
黄承亚１，龚克成１，赵彦芝１，李红２ （１．华南理工大学材料学院，广东广州５１０６４１；２．广东工业大学轻化工学院，广东广州５１００９０）
摘要：研究了氧化锌催化膨胀型阻燃剂（ＡＰＰ／ＰＥＲ）对ＰＰ阻燃和力学性能的影响。研究表明，当＾ＰＰ／ＰＥＲ质量 比为２０／１０，ｚＩｌ０的质量分数为１．３％时，阻燃ＰＰ的￡们值达到最大；同时阻燃ＰＰ的拉伸强度和冲击强度比不含ｚｎ０
２．Ｆ∞ｕｌｔｙ ｏｆ ｃｈｅＩｌｌｉｃａｌ Ｅｎｇ．ａＩｌｄ“曲ｔ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ，Ｃｕａｎｇｄｏｎｇ ｕｎｉｖｅ商ｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＣｔｌａＪｌｇｚｈｏｕ ５１００９０，Ｃｈｉｎ副
影响阻燃剂效果的因素
1.人为因素：阻燃剂在挤塑板生产中的添加量是很少的，一般低于百分之十，要使阻燃剂均匀的分布到物料中，搅拌是最关键的部分，要想使每百克物料均匀的含有5克左右的阻燃剂，可想而知需要大量的人工搅拌或者专门的搅拌机进行搅拌，大多数厂家直接将阻燃剂撒在物料表面直接送入上料机，尽管上料机自带搅拌，短时间也能形成小区域的分散就被挤出，但也很难再大面积的物料中实现均匀分布，尤其是粉剂的阻燃剂，往往出现沉底的现象比较严重。
2.设备因素：不同的设备厂家对螺杆螺筒的间隙，推进速率，塑化分散螺块的设计工艺也是不尽相同的，致使物料在螺筒内部的塑化，分散，停留时间也不尽相同。
常规的阻燃剂以六溴环十二烷为主，其分散温度较岩棉板品低，与普通挤塑板的加工温度存在一定的矛盾性，普通板的加热足以使绝大部分阻燃剂分解，因为我们通常以熔体温度作为生产阻燃板的标准，而不是加热温度，实际生产证明生产厂家视设备情况将最高熔体温度调整在175-190℃之间能产生最佳板材质量和阻燃效果，此加工温度与绝大多数设备生产厂家提供的工艺温度相违背，主要因为设备生产工艺是参照新出厂的聚苯乙烯颗粒的熔融温度，而实际生产中百分之九十的XPS挤塑板都是用再生PS颗粒生产的，再生PS颗粒的温度和新料的熔融温度相差20-30℃。
螺杆对物料的剪切产生大量的剪切热，剪切热传递到物料中被挤出，因此设备对物料的剪切热会越积聚越高，如果不对长时间生产过程的加热温度和冷却水进行调整也会导致阻燃成分的失败。
3.阻燃剂因素：国内生产的阻燃剂主要有粉体和颗粒两种，粉体阻燃剂由于密度和PS颗粒不同，在搅拌过程中只能通过摩擦静电吸附很少一部分，大部分会沿颗粒间隙沉淀到搅拌设备底部，造成阻燃剂分散不均匀。
吸附在颗粒表面的粉体则会最先与螺杆螺筒接触，遭遇高温，分解严重，分解过程中的游离溴与螺杆螺筒反应生成溴化铁剥落，对设备的腐蚀性极强，因此不提倡使用。
颗粒是阻燃剂生产厂家用树脂将复合粉体进行包裹，其密度和体积与PS颗粒相近，搅拌过程中容易均匀分散到物料中间，且挤出过程中与螺杆螺筒的总接触面积小，分解的也较少，因而被广泛使用。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
影响阻燃性的因素
1.0．塑料
1.1、塑料树脂本身熔指数越低，阻燃剂就越用量就越多。
熔指数越高，阻燃剂
用量相对就越少。
在PE或PP塑料中熔指数为0.5-1.0产品阻燃效果最差，阻燃剂用量比熔指数为5-7的产品要多出5-10%。
其原因是熔指数越高的塑料在着火时容易产生滴落,带走更多的热量，降低了塑料表面温度。
1.2、几种塑料树脂混合使用或因为加工设备原因，造成阻燃母料在聚合物中局部
分散不良，影响阻燃性。
1.3回收料因熔指数的降低与其中夹杂着不同品种的塑料和填充物对阻燃性有不
同程度影响。
2.0色母粒和助剂
2.1某些色粉或添料，会在塑料中起到“灯芯作用”，塑料着火时, 灯芯会在塑料
中把热量传导到未燃区域,提高了塑料温度。
色母粒的添料含有碳酸钙、碳酸镁、硅粉等填料时，会对阻燃剂起严重的干扰作用,破坏塑料表面的隔氧层形成。
2.2生产色母的某些润滑剂也会对阻燃剂有干扰作用。
如硬脂酸锌、氧化锌会对阻
燃塑料的表面SbCl3阻隔层的形成，破坏隔氧层形成，起到干扰阻挡作用。
2.3有一些助剂对阻燃有对抗作用。
比如：含有受阻胺光稳定剂如944和622官能团为强碱性，在溴系酸性体系中会出现出化学反应和严重的对抗效应，同时降低阻燃和耐紫外线效果。
又比如：黑色母中选用钙粉做填料，选用硬脂酸锌做润滑剂，因为钙粉中含碳酸镁，对阻燃会有严重干扰，加大了用量。
同时硬脂酸锌也会破坏塑料表面的炭化层形成。
即时添加再多阻燃母粒也没有阻燃效果。
3,0填料
3.1、填料的“灯芯作用”，提高了塑料的导热性，使塑料的内部温度提高，加剧
塑料分解，并释放出更多的挥发性可燃烧物质。
3.2、填料提高塑料的黏度，降低了由于塑料流动及熔滴带走的热量，尤其是
94ULV2—V1级产品。
没有处理过的填料，与塑料相容性极差会导致整个配方
体系塑化不匀，降低阻燃效果。
3.3、聚集在塑料表面的填料可形成传质和传热的屏障，有的填料还有助于形成烧
结表面层和炭层。
因此，填料还可增加燃烧表面的辐射热损耗和由传导引起的
热传递，延缓塑料分解生成的挥发性产物在气相中的流动。
3.4、例证
3.31、碳酸钙、硅石、玻璃纤维在塑料中填料能影响聚合物的微观结构，形成
塑料中的成核剂，起到“灯芯效应”，加剧燃烧。
3.32、干扰作用：如：含有硅粉的塑料燃烧时，会在表面形成稳定的溴化硅，
对塑料的气相阻燃起到干扰作用。
3.33、对抗效应：含有碳酸钙和碳酸镁的塑料对阻燃剂有对抗作用，加大了阻
燃剂使用量。
4.0制品形状、厚度与加工设备、工艺：
4.1、对于94UL-VI-V2级阻燃制品的厚度越大阻燃母料用量越大。
4.2、对于94UL-V0级阻燃制品的厚度越大阻燃母料用量越小。
4.3 螺杆长短、排列、间隙的大小、搅拌、喂料、温度设置、挤出速度等工艺对
阻燃母料的分散性有很大影响。
塑化不良会增加阻燃母粒用量同时降低塑
料性能。
5.0、阻燃剂的饱和
阻燃母粒在塑料中的阻燃性如果用氧指数来衡量时,塑料氧指数到30-33时，填加更多的阻燃母料氧指数不会无限制的提高，同时带来材料性能的严重恶化。