高分子材料的阻燃抗静电改性研究进展
阻燃剂研究综述

阻燃剂研究综述1.阻燃剂的涵义阻燃剂又称难燃剂,耐火剂或防火剂,赋予易燃聚合物难燃性功能,用以提高材料抗燃性,即阻止材料被引燃及抑制火焰传播的助剂。
主要适用于阻燃合成和天然高分子材料(包括塑料、橡胶、纤维、纸张、涂料等)。
采用阻燃材料有助于延迟或防止高分子材料的燃烧,使其点燃时间增长,点燃自熄或难以点燃。
有助于确保各种制品的安全及减少人们的生命和财产损失。
2.阻燃剂的重要历史性发展[1]1966年,Fenimore和Martin根据材料在不同氧浓度中的燃烧情况,反复测定了使材料持续燃烧所需的最低氧浓度,得到了很好的重复性,提出了“氧指数”的概念,从而使得阻燃材料的燃烧性能有了科学的定性手段,对现代阻燃科学技术产生了深远的影响,并得到了广泛的应用。
随着现代科技的进步,许多先进的分析测试仪器和处理方法如傅里叶变换红外光谱仪、热分析技术、X射线光电子能谱(XPS)、锥形量热仪( Cone Calorimeter)等被应用于阻燃研究,成为阻燃科学理论研究的有效手段。
3.阻燃剂的分类[1]按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两大类,目前使用的阻燃剂85%为添加型,仅有15%为反应型。
前者多用于热塑性高聚物,后者多用于热固性高聚物。
按阻燃元素种类,阻燃剂可分为卤素(溴系及氯系)、有机磷系及卤-磷系、磷-氮系、氮系、硅系、锑系、铝-镁系、无机磷系、硼系、锡系等。
前五类属于有机类,后几类属于无机类。
近年来,出现一类新的“膨胀型阻燃剂”,它们是磷-氮化合物或者混合物。
人们对阻燃高聚物,较少采用单一的阻燃剂,往往是采用多种阻燃剂的复配系统,以发挥协同阻燃效应或同时提高材料的多种阻燃性能。
3.1溴系阻燃剂溴系阻燃剂之所以受到人们如此青睐,其主要原因是他的阻燃效率高,价格适中,这是其他阻燃剂难以匹敌的。
其次是溴系阻燃剂的品种多,适用范围广,而且溴的来源充足。
溴系阻燃剂的效率为:脂肪族>指环族>芳香族,但芳香族的热稳定性最高。
壳聚糖基阻燃剂的研究进展

随着科技的发展,阻燃剂的绿色化已经成为阻 燃技术发展的必然趋势。采用自然界存在的生物基 材料作阻燃剂符合绿色发展战略要求,因此以壳聚 糖为原料制备的壳聚糖基阻燃剂受到研究人员的广 泛重视。
Abstract: The chitosan-based flame retardants have the features of green sustainable development and meet the future development direction of flame retardants. On the basis of chitosan-based flame retardant studies carried out by domestic and foreign scholars, research progresses in recent years about chitosan-based flame retardants described as monocomponent, blended, or chemically modified were systematically introduced. Monocomponent chitosan flame retardants can improve the thermal stability of the polymer materials and yet not the flame retardant grade of them. The main research directions for the future of the blended chitosan flame retardants are the applications of phosphorus-containing substances, the investigation of new blending technology and deep development of layer-by-layer self-assembly techniques of fibres products. Polymer materials with characteristics of high flame retardancy, blending adaptability and finishing washability can be obtained by means of molecular designing according to the needs of flame retardancy and blending adaptability in the fields of fibers or plastic products, which is the development trend of studies on chemically modified chitosan retardants.
聚磷酸铵的改性研究进展

聚磷酸铵的改性研究进展张 亨(锦西化工研究院,辽宁葫芦岛125000)摘要:介绍了无机高分子化合物阻燃剂聚磷酸铵的性质、生产过程、产品标准和阻燃应用。
综述了聚磷酸铵十年来的性能、改性研究情况。
关键词:无机阻燃剂;聚磷酸铵;性质;合成;改性;用途DOI:10.3969/.12-1350(tq).2012.03.003聚磷酸铵是一种含磷、氮的无机聚合物,作为膨胀型阻燃剂[1-7]的基础材料,具有含磷量高、含氮量大、热稳定性好、水溶性低、阻燃效能持久等优点,应用比较广泛。
可用于软聚氯乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯-氯乙烯共聚物、丙烯酸类乳液、聚氨酯、酚醛树脂、纤维材料、橡胶、纸张、木材等的阻燃,还可用于森林、煤田和大面积灭火。
聚磷酸铵的另一个重要用途是作为酸源,与炭源及气源并用,组成膨胀型阻燃剂或用于膨胀型防火涂料。
1发展历史[8]聚磷酸铵于1857年首次由五氧化二磷和氨反应生成,1965年美国孟山都公司最早工业化开发成功,起初主要用作肥料(具有缓释和螯合作用)和森林灭火剂,随后前西德、前苏联和日本等国家开始大量生产投入应用。
目前聚磷酸铵主要用于防火涂料和合成材料阻燃剂。
现在已有高聚合度聚磷酸铵投入市场,德国Hoechst公司生产的Exolit APP422产品的聚合度超过700,且具有较高的白度指数。
与现状我国于上世纪80年代开始聚磷酸铵的合成和应用研究,发展迅速,但企业分散,单套装置规作者简介:张亨(1967-),男,理学硕士,高级工程师。
模小,目前总产量15kt/a左右,生产厂家约100家。
年产量达1000吨的5家左右,大部分企业产量300t/a左右。
主要生产单位有四川什邝市长丰化工有限公司、浙江省海宁市丰士阻燃化工厂、浙江化工研究院、天津合成材料工业研究所等。
国内生产设备不具备集加热、搅拌、捏合为一体的要求,产品聚合度一般只有40左右,大于100的极少。
因此产品的应用范围窄,主要用于防火涂料,在聚烯烃等材料的阻燃中应用还不多,与国外先进水平相比,我国聚磷酸铵产品质量和数量尚存在较大差距。
橡胶阻燃技术的研究进展探讨

橡胶阻燃技术的研究进展探讨摘要:在科技进步的过程中,橡胶的用途也在扩大,橡胶的燃烧,实质是高温条件下其分解,进而生成可燃性气体,在氧和热条件作用下,这些可燃性气体燃烧起来。
因此要实现橡胶阻燃,需要将阻燃剂加入高聚物中,并完善其阻燃技术来实现有效阻燃。
所以对橡胶阻燃技术的研究是十分重要的,需不断开发其相关先进技术,最大程度上减少火灾的发生和相关损失。
关键词:橡胶阻燃;阻燃机理;阻燃技术;研究进展一、橡胶阻燃性能分析对橡胶分类可以按照其分子链结构、特性来进行,首先是烃类橡胶,主要包含了NR、SBR、IIR和EPM等,具有良好的电性能,其氧指数一般是在19~20范围内,热分解热度则是在200~500℃范围内,其耐热性、阻燃性能比较差;其次是含卤素橡胶,主要有CR、氯磺化聚乙烯、氯化聚乙烯等,其卤素质量分数为0.28~0.40,氧指数则为28~45该类型橡胶中,含有的卤素含量越高,则其氧指数也会提升。
此外,主链杂含原子的橡胶类型则有氯醚橡胶、硅橡胶等。
二、阻燃剂种类及阻燃剂的选择按阻燃剂与被阻燃基材的关系,可分为添加型和反应型两大类。
添加型阻燃剂只是以物理方法分散于基材中,不与基材中组分发生化学反应,多用于热塑性高聚物。
在橡胶等材料中大多用添加型。
反应型阻燃剂参与合成高聚物的化学反应,最后成为高聚物的结构单元,多用于热固性高聚物。
按阻燃元素种类,阻燃剂可分为有机阻燃剂和无机阻燃剂。
有机阻燃剂有卤系(其中以十溴二苯醚为代表的含溴有机物既是添加型阻燃剂又是反应型阻燃剂,阻燃效果从大到小的顺序依次为:I,Br,Cl,F)、磷系、卤-磷系、氮系、氮-磷系。
无机阻燃剂有锑系、铝-镁系、红磷、硼系、钼系等。
高分子化合物在空气中燃烧是一种非常激烈的氧化反应,燃烧过程中产生大量活泼的羟基,羟基和高分子化合物相遇时,生成碳氢化合物、游离基和水,在无氧作用下,碳氢化合物和游离基分解而形成新的羟基,如此循环,使燃烧反应不断延续下去。
导电高分子材料的研究进展

导电高分子材料的研究进展一、本文概述导电高分子材料作为一种新兴的功能材料,因其独特的导电性能和可加工性,在电子、能源、生物医学等领域展现出广阔的应用前景。
本文旨在综述导电高分子材料的研究进展,重点关注其导电机制、性能优化以及实际应用等方面。
我们将简要介绍导电高分子材料的基本概念、分类和导电原理,为后续讨论奠定基础。
接着,我们将重点回顾近年来导电高分子材料在合成方法、性能调控以及导电性能提升等方面的研究成果。
本文还将探讨导电高分子材料在电子器件、能源存储与转换、生物传感器等领域的应用进展,并展望未来的发展趋势和挑战。
通过本文的综述,希望能够为相关领域的研究人员提供有价值的参考信息,推动导电高分子材料的进一步发展。
二、导电高分子材料的分类导电高分子材料可以按照其导电机制、化学结构、应用方式等多种维度进行分类。
从导电机制来看,导电高分子材料主要分为电子导电高分子和离子导电高分子两大类。
电子导电高分子主要依靠其共轭结构中的π电子进行导电,如聚乙炔、聚吡咯、聚噻吩等;而离子导电高分子则通过离子在固态中移动实现导电,如聚电解质、离子液体等。
从化学结构上看,导电高分子材料主要包括共轭聚合物、金属络合物高分子、复合型导电高分子等。
共轭聚合物由于具有大的共轭体系和离域π电子,表现出优异的电子导电性;金属络合物高分子则通过金属离子与高分子链的配位作用,形成导电通道;复合型导电高分子则是通过在绝缘高分子基体中添加导电填料(如碳黑、金属粒子、导电聚合物等),实现导电性能的提升。
在应用方式上,导电高分子材料可以分为结构型导电高分子和复合型导电高分子。
结构型导电高分子本身即具有导电性,可以直接用于电子器件的制备;而复合型导电高分子则需要通过添加导电填料等方式实现导电性能的调控,其导电性能受填料种类、含量、分散状态等多种因素影响。
根据导电高分子材料的导电性能,还可以分为导电高分子、抗静电高分子和高分子电解质等。
导电高分子具有高的导电性,可以作为电极材料、电磁屏蔽材料等;抗静电高分子则主要用于防止静电积累,如抗静电包装材料、抗静电涂层等;高分子电解质则具有离子导电性,可应用于电池、传感器等领域。
聚乙烯抗静电改性研究的开题报告

聚乙烯抗静电改性研究的开题报告
一、论文选题背景及意义
聚乙烯是一种常见的塑料材料,广泛应用于工业、建筑、包装等领域。
但在使用过程中,聚乙烯容易受到静电的影响,产生粘附、污染等
问题,影响产品品质和生产效率。
因此,如何提高聚乙烯的抗静电性能,对于解决相关问题具有重要意义。
本文旨在探索聚乙烯抗静电改性的研究,通过添加抗静电剂等方法,提高聚乙烯的抗静电性能,为相关领域的应用提供技术支持和参考。
二、研究目的和内容
1、对聚乙烯的抗静电性能进行研究分析;
2、评估不同抗静电剂在聚乙烯中的改性效果;
3、探究不同工艺条件对聚乙烯抗静电性能的影响;
4、建立聚乙烯抗静电改性的技术体系。
三、研究方法和步骤
1、收集相关文献资料,了解聚乙烯抗静电性能改性的现状和发展趋势;
2、按照一定比例向聚乙烯中添加不同类型的抗静电剂,制备试样;
3、通过表面电阻率测试、雷电放电等方法,对试样的抗静电性能进行测试和分析;
4、优选最佳的改性工艺方案,并制备优化试样;
5、对优化试样的性能进行综合评估和分析。
四、论文预期成果和意义
预计通过本研究,可以找到一种或多种适合用于聚乙烯抗静电改性的抗静电剂,并建立一套聚乙烯抗静电改性的技术体系。
该技术体系可以为相关领域的应用提供技术支持和参考,进一步提高生产效率和产品质量,具有重要的应用价值和推广意义。
环状磷腈阻燃剂的研究进展_陈胜

阻燃作用的机理主要有以下几种[12]:1)吸热作用: 阻燃剂在高温下发生诸如相变、脱水等吸热反应,从而 降低燃烧体系温度,阻止燃烧蔓延,这类化合物有Al2O3· 3H2O、TiO2 等;2)覆盖保护作用:某些阻燃剂在高温下 能在纤维或织物表面形成覆盖层,一方面阻止氧气供应, 另一方面阻止可燃气体向外扩散,从而达到阻燃目的,这
在纺织品中不能用重金属盐(除铁之外)或甲醛作 为去色剂或褪色剂。重金属和甲醛都因对人体有毒害作 用且难以生物降解而被禁用。 2.16 在纺织品和纱线中不能用铈化合物作为增重剂
铈是一种稀有元素,铈化合物不能用传统生化法处 理降解,因此不能用其作为纺织品和纱线中的增重剂。 2.17 禁用产生致癌芳香胺的纺织助剂
Textile Chemicals
纺织化学品
催化剂作用下脱除氨发生缩聚,生成不溶于水的聚合物, 从而赋予纤维持久的阻燃性,其反应式如下[26]:
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
N3P3Cl6 + R O H(R O N a,R N H2,R1R2NH ,NH 3,…) → N 3P3Cl xA y + yHCl (A = RO ,RNH 1, R 1R 2N , NH2,…; x + y = 6) 3 环状磷腈衍生物阻燃剂在纺织品阻燃上的应用 3.1 六氯环三磷腈和烷氧基 / 苯氧基环三磷腈阻燃剂 六氯环三磷腈曾直接用作织物阻燃剂,具有良好的 阻燃效果。由于这种阻燃剂容易水解,水解后产生的酸 使织物严重脆损,所以使用时要配缚酸剂。同时为提高 其耐洗性还需复配适当的树脂[23]。基于以上不足以及磷 - 氯键的活泼性,环状磷腈阻燃剂的开发重点在于用带有 适当的反应性基团或功能性基团的亲核试剂对Cl 进行取 代,从而得到不易水解、易于与其它整理剂共同使用的 功能性磷腈衍生物。 烷氧基 / 苯氧基环三磷腈产品为油状液体或白色晶 体。此类环三磷腈衍生物属于添加型阻燃剂,将其溶于 水或制成乳液通过浸渍 — 烘燥法、喷雾法或涂布法可用 于纤维素纤维、纱线、织物的阻燃整理,它们也可以纤 维素的2 % ~ 30 %的含量添加到粘胶纤维纺丝溶液中得 到 LOI 值为25.3 ~ 26.7的阻燃粘胶纤维[24]。它们的耐 洗性和整理方法由取代基决定,如六甲氧基环三磷腈水 溶性高于六丙氧基环三磷腈,故耐洗性比较差。美国 Avtex 纤维公司曾生产过品牌名为 Durvil 的含有此类阻 燃剂的人造纤维,日本东洋纺公司现在正在生产和销售 此类阻燃性的波里诺西克粘胶纤维。 3.2 氨基环三磷腈的阻燃剂 目前具有氨基这种反应性基团的六(2 — 氨基乙氧基) 环三磷腈和六氨基环三磷腈等都有报道[25]。精制的六氨 基环三磷腈加入适量酸催化剂后用浸轧(轧余率100 %) → 预烘(100 ℃,3 min)→ 焙烘(160 ℃,3 min)方法 处理棉织物,可得到耐久性阻燃整理棉织物。这些阻燃 整理棉织物能耐 50 次家庭洗涤,在湿度 95 %、60 ℃空 气中处理 7 天后再洗涤仍然有相当好的阻燃性,存放 2 年 后再洗涤也有很高的阻燃性。用这种精制氨基磷腈进行 阻燃整理有如下优点:能赋予棉纤维持久的阻燃性,不 会游离出甲醛,经整理的布手感柔软,强度保持率(经向) 高达 90 %,不变色;而且由于不含卤素,燃烧时不会产 生卤素气体和卤化氢气体。 此外,氨基磷腈对人造纤维织物、棉针织物、丝绸有 一定的防皱整理效果。经研究证实六氨基环三磷腈在酸
阻燃纤维素纺织品的研究进展

纤维素是由葡萄糖单元以β-1,4糖苷键连接而成的大分子多糖,是自然界中分布最广、含量最多的一种多糖,具有来源极其丰富、绿色环保可再生等特点。
纤维素纤维是以纤维素为主体材料而构成的纤维,包括天然纤维素纤维,如棉纤维、麻纤维、竹纤维等,以及再生纤维素纤维,如粘胶纤维、醋酸纤维素纤维、铜氨纤维、氨基甲酸酯纤维、莱赛尔纤维等。
纤维素纤维具有透气清爽、吸湿排汗、亲肤舒适、染色性能好等优点,广泛应用于人们的日常生活中,在纺织行业中占有重要地位。
然而,纤维素纤维的极限氧指数(LOI)值仅有17%左右,极易燃烧而引发火灾,因此,开发阻燃纤维素纤维及其纺织品可极大地拓展其应用领域,具有重大的现实意义。
基于此,本文综述了纤维素纤维及其纺织品的阻燃改性方法及其特点,并从阻燃剂独特的化学性质、结构以及改性方法出发,剖析了纤维素纤维的阻燃机理,阐述了各类方法的进展及应用潜力,旨在说明各类方法在阻燃纤维素纤维及其纺织品研究中的优缺点,指出阻燃纤维素纺织品未来的研究方向,为后续的深入研究提供参考。
摘要:纤维素类纺织品具有易燃性,其应用增加了火灾发生的可能性,从而对人们的生命安全造成严重威胁。
对纤维素类纺织品进行阻燃改性是提高其阻燃性能的有效措施。
该文综述了纤维素类纺织品不同的阻燃改性方法,分析浸渍及涂层整理法、接枝改性法和共混改性等对纤维素类纺织品阻燃改性的研究现状,同时总结了限制阻燃纤维素类纺织品开发及应用的影响因素,如制备过程中阻燃体系不稳定,产品的阻燃耐久性较差及机械性能损伤等。
最后对阻燃纤维素类纺织品的发展方向进行了展望,指出合理利用生物质原材料,设计智能化、多功能化、具有阻燃耐久性的纺织品是阻燃纤维素类纺织品未来的发展方向。
结束语与展望浸渍及涂层整理工艺作为一种纤维素纺织品的阻燃改性方法,操作简单,可实施性较大,但阻燃剂及阻燃涂层仅以氢键及范德华力作用力吸附于纤维表面或部分渗透于纤维内部,当纺织品受洗涤、摩擦等作用时阻燃成分极易脱落,造成纺织品的阻燃耐久性较差。
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近年来 , 抗 静 电高分 子材 料在 现代 科学研 究 中显得 异
常活 跃 , 2 0 0 0年 的第一个 诺 贝尔化 学奖 即授予 了在 此领 域
系 中形成 导 电通道 , 从 而起到抗 静 电作用 , 常用 的主要有 导
电炭黑 、 碳纤维 、 石墨 、 金属粉等 。另一类方 法是 在高分子材
子永 久性抗静 电剂 , 阻燃 剂与抗静 电剂的复合技 术, 分析 了影响抗静 电作 用发 挥的 因素 , 并指 出抗静 电阻燃 高分子材
料在 未来的发展趋 势。 关键词 : 阻燃抗静 电; 改性 高分子材料 ; 复合技术 中图分类号 : T Q3 2 6 . 9 文献 标识 码 : A 文章编 号 : 1 0 0 1 - 3 5 3 9 ( 2 0 1 4 ) 0 4 — 0 1 2 3 - 0 8
a n d a n t i s t a t i c a g e n t we r e f o c u s e d ,t he f a c t o r s t h a t a f f e c t e d he t a n t i s t a t i c f u n c t i o n wa s a n a l y z e d ,a n d he t d e v e l o p me n t t r e n d o f he t nt a i s t a t i c nd a l f a me r e t a r d a n t p o l y me r i n t h e ut f u r e wa s p o i n t e d o u t . Ke y wo r d s: l f a me r e t a r d a n t nd a nt a i s t a t i c ; mo d i ic f a t i o n f o r p o l y me r ; c o mp o s i t e t e c h no l o g y
料中添加抗静电剂 , 赋 予 抗 静 电性 能 。
1 . 1 抗 静 电 剂 的作 用机 理
曾做 出卓越贡献 的 3位科学家 , 以表彰他们在研究 导电高分
子材料领域 的杰 出成就 , 再次 显示 了社会对该研究领域 的关
注与重视 。
一
抗 静 电剂 在 高分 子 材料 中的抗 静 电作 用 主要 通过 平 滑、 电中和 、 导电作用 3种机理而发挥效果 。
Ab s t r a c t: Do me s t i c a n d f o r e i g n r e s e a r c h p r o g r e s s o n t h e l f a me r e t a r d nt a a n d a n t i s t a t i c p o l y me r mo d i ic f a t i o n we r e i n t r o d u c e d,
( N  ̄i o n a l E n g i n e e r i n gL a b o r a t o r yf o r P l a s t i cMo d i i f c a t i o n a n dP r o c e s s i n g , K i n g f a S c i e n c e n dT a e c h n o l o g y Co . L t d . , G u ng a z h o u 5 1 0 6 6 3 , C h i n a )
高分子材料 的阻燃抗 静 电改性研究进展
秦 旺平 , 程庆 , 汪炉 林 , 郭少 华 , 刘学 亮 , 王林 , 袁绍 彦
f 金 发 科技 股 份 有 限 公 司塑 料 改 性 与加 工 国家 工程 实 验 室 , 广州 5 1 0 6 6 3 )
摘要 : 介 绍 了近年来 高分子材料 阻燃抗静 电改性 的国 内外研 究进展 , 重点阐述 了抗静 电剂的作 用机理 , 新型 高分
般 的高分 子材料 都 是通 过稳定 的共 价键 结合 , 它 们
第4 2卷 , 第 4期
2 0 1 4年 4月
工
程
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料
应
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d o i : l O . 3 9 6 9 / j . i s s n . 1 0 0 1 - 3 5 3 9 . 2 0 1 4 . 0 4 . 0 2 7
t h e a c t i o n me c h a n i s m o f a n t i s t a t i c a g e n t , n e w p o l y me r p e r ma n e n t a n t i s t a t i c a g e n t a n d c o mp o s i t e t e c h n o l o g y o f f l a me r e t a r d a n t
Re s e a r c h Pr o g r e s s i n Fl a me Re t a r da nt an d An t i s t a t i c Mo di ic f a t i o n f o r Po l y me t
Q i n Wa n g p i n g, C h e n g Qi n g , Wa n g L u l i n , Gu o S h a o h u a , L i u Xu e l i a n g , Wa n g L i n , Y u a n S h a o y a n