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中国塑料 ›› 2022, Vol. 36 ›› Issue (12): 65-70.DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2022.12.010
收稿日期:
2022-08-30
出版日期:
2022-12-26
发布日期:
2022-12-20
通讯作者:
唐武飞(1987-),男,博士,高级工程师,buctfiresafetytwf@163.com作者简介:
龚绍峰(1981-),男,博士,讲师,simon.gong@huse.edu.cn
GONG Shaofeng(), TENG Xia, TANG Wufei(
)
Received:
2022-08-30
Online:
2022-12-26
Published:
2022-12-20
Contact:
TANG Wufei
E-mail:simon.gong@huse.edu.cn;buctfiresafetytwf@163.com
摘要:
通过水热合成法制备了系列不同结构类型的磷铝分子筛(AlPO⁃n,n=5, 11, 17, 34),并通过熔融挤出共混,将系列AlPO⁃n分子筛应用到膨胀阻燃聚丙烯(PP/IFR)复合材料中,致力改善其阻燃和热稳定性能。利用极限氧指数仪、水平垂直燃烧仪、锥形量热仪和万能试验机分别测试材料的阻燃性能和力学性能。结果表明,AlPO⁃n分子筛可改善PP/IFR复合材料的相关性能,其中AlPO⁃17(1 %,质量分数,下同)相对其他类型磷铝分子筛能明显改善PP/IFR复合材料的阻燃和热稳定性能,复合材料的极限氧指数和600 ℃的残炭率相对于PP分别提高至34.8 %和14.3 %。
中图分类号:
龚绍峰, 滕霞, 唐武飞. 磷铝分子筛对膨胀阻燃聚丙烯复合材料阻燃与热稳定性能影响[J]. 中国塑料, 2022, 36(12): 65-70.
GONG Shaofeng, TENG Xia, TANG Wufei. Effect of AlPO⁃based zeolites on flame⁃retardancy and thermal stability of polypropylene composites[J]. China Plastics, 2022, 36(12): 65-70.
样品 | 磷源 | 铝源 | 模板剂 | 晶化温度/℃ | 晶化时间/h |
---|---|---|---|---|---|
AlPO⁃5 | 磷酸 | 异丙醇铝 | 三乙胺 | 180 | 24 |
AlPO⁃11 | 磷酸 | 异丙醇铝 | 二正丙胺 | 180 | 48 |
AlPO⁃17 | 磷酸 | 异丙醇铝 | 环己胺 | 200 | 96 |
AlPO⁃34 | 磷酸 | 氢氧化铝 | 吗啉 | 195 | 120 |
样品 | 磷源 | 铝源 | 模板剂 | 晶化温度/℃ | 晶化时间/h |
---|---|---|---|---|---|
AlPO⁃5 | 磷酸 | 异丙醇铝 | 三乙胺 | 180 | 24 |
AlPO⁃11 | 磷酸 | 异丙醇铝 | 二正丙胺 | 180 | 48 |
AlPO⁃17 | 磷酸 | 异丙醇铝 | 环己胺 | 200 | 96 |
AlPO⁃34 | 磷酸 | 氢氧化铝 | 吗啉 | 195 | 120 |
样品编号 | PP/% | IFR/% | AlPO⁃5/ % | AlPO⁃11/% | AlPO⁃17/% | AlPO⁃34/% |
---|---|---|---|---|---|---|
1# | 100 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
2# | 75 | 25(APP∶PER=2∶1) | 0 | 0 | 0 | 0 |
3# | 75 | 25(APP∶PER=3∶1) | 0 | 0 | 0 | 0 |
4# | 75 | 25(APP∶PER=4∶1) | 0 | 0 | 0 | 0 |
5# | 75 | 24(APP∶PER=3∶1) | 1 | 0 | 0 | 0 |
6# | 75 | 24(APP∶PER=3∶1) | 0 | 1 | 0 | 0 |
7# | 75 | 24(APP∶PER=3∶1) | 0 | 0 | 1 | 0 |
8# | 75 | 24(APP∶PER=3∶1) | 0 | 0 | 0 | 1 |
样品编号 | PP/% | IFR/% | AlPO⁃5/ % | AlPO⁃11/% | AlPO⁃17/% | AlPO⁃34/% |
---|---|---|---|---|---|---|
1# | 100 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
2# | 75 | 25(APP∶PER=2∶1) | 0 | 0 | 0 | 0 |
3# | 75 | 25(APP∶PER=3∶1) | 0 | 0 | 0 | 0 |
4# | 75 | 25(APP∶PER=4∶1) | 0 | 0 | 0 | 0 |
5# | 75 | 24(APP∶PER=3∶1) | 1 | 0 | 0 | 0 |
6# | 75 | 24(APP∶PER=3∶1) | 0 | 1 | 0 | 0 |
7# | 75 | 24(APP∶PER=3∶1) | 0 | 0 | 1 | 0 |
8# | 75 | 24(APP∶PER=3∶1) | 0 | 0 | 0 | 1 |
样品 | PP/% | IFR/% | AlPO⁃5/% | AlPO⁃11/% | AlPO⁃17/% | AlPO⁃34/% | LOI/% | UL 94 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
1# | 100 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 17.9±0.2 | NR |
2# | 75 | 25(APP∶PER=2∶1) | 0 | 0 | 0 | 0 | 29.5±0.2 | V⁃2 |
3# | 75 | 25(APP∶PER=3∶1) | 0 | 0 | 0 | 0 | 30.8±0.2 | V⁃2 |
4# | 75 | 25(APP∶PER=4∶1) | 0 | 0 | 0 | 0 | 28.8±0.2 | V⁃2 |
5# | 75 | 24(APP∶PER=3∶1) | 1 | 0 | 0 | 0 | 32.6±0.2 | V⁃0 |
6# | 75 | 24(APP∶PER=3∶1) | 0 | 1 | 0 | 0 | 33.1±0.2 | V⁃0 |
7# | 75 | 24(APP∶PER=3∶1) | 0 | 0 | 1 | 0 | 34.2±0.2 | V⁃0 |
8# | 75 | 24(APP∶PER=3∶1) | 0 | 0 | 0 | 1 | 33.4±0.2 | V⁃0 |
样品 | PP/% | IFR/% | AlPO⁃5/% | AlPO⁃11/% | AlPO⁃17/% | AlPO⁃34/% | LOI/% | UL 94 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
1# | 100 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 17.9±0.2 | NR |
2# | 75 | 25(APP∶PER=2∶1) | 0 | 0 | 0 | 0 | 29.5±0.2 | V⁃2 |
3# | 75 | 25(APP∶PER=3∶1) | 0 | 0 | 0 | 0 | 30.8±0.2 | V⁃2 |
4# | 75 | 25(APP∶PER=4∶1) | 0 | 0 | 0 | 0 | 28.8±0.2 | V⁃2 |
5# | 75 | 24(APP∶PER=3∶1) | 1 | 0 | 0 | 0 | 32.6±0.2 | V⁃0 |
6# | 75 | 24(APP∶PER=3∶1) | 0 | 1 | 0 | 0 | 33.1±0.2 | V⁃0 |
7# | 75 | 24(APP∶PER=3∶1) | 0 | 0 | 1 | 0 | 34.2±0.2 | V⁃0 |
8# | 75 | 24(APP∶PER=3∶1) | 0 | 0 | 0 | 1 | 33.4±0.2 | V⁃0 |
样品 | T5% | T10% | T50% | 600 ℃残炭率(W600℃)/% |
---|---|---|---|---|
PP | 380 | 400 | 420 | 0 |
PP/IFR | 290 | 360 | 440 | 6.8 |
PP/IFR/AlPO⁃17 | 330 | 390 | 450 | 14.3 |
样品 | T5% | T10% | T50% | 600 ℃残炭率(W600℃)/% |
---|---|---|---|---|
PP | 380 | 400 | 420 | 0 |
PP/IFR | 290 | 360 | 440 | 6.8 |
PP/IFR/AlPO⁃17 | 330 | 390 | 450 | 14.3 |
样品 | 拉伸强度/MPa | 断裂伸长率/% |
---|---|---|
PP | 35.2 | 19.1 |
PP/IFR (75/25) | 23.5 | 14.3 |
PP/IFR/AlPO⁃17 (75/24/1) | 25.1 | 15.2 |
样品 | 拉伸强度/MPa | 断裂伸长率/% |
---|---|---|
PP | 35.2 | 19.1 |
PP/IFR (75/25) | 23.5 | 14.3 |
PP/IFR/AlPO⁃17 (75/24/1) | 25.1 | 15.2 |
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