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针对玻纤增强工程塑料PA6“烛芯效应”引起的阻燃技术难题及传统阻燃技术在解决无卤阻燃玻纤增强聚合物上的局限性,提出了一种新的阻燃模式—界面阻燃模式。传统的本体阻燃模式阻燃剂的添加量较高且均匀地分布在复合材料基体中。而界面阻燃模式是将低含量的阻燃剂集中(物理富集和化学接枝)分布在“烛芯效应”最显著的玻纤和树脂界面上,强化其界面阻燃性。所制备的界面阻燃玻纤增强尼龙6(GGF/PA6)较普通玻纤增强尼龙6(GGF/PA6)水平燃烧速率大幅降低,在界面燃烧过程中,形成的连续炭层包裹了玻纤的表面使其表面的粗糙度增加并使玻纤的表面能下降,有效阻碍了PA6熔体在玻纤表面的流动、润湿和铺展,有效抑制了“烛芯效应”。同时阻燃剂接枝也使玻纤表面有机化,使复合材料相容性得到改善,有利于力学性能提高。另外探索界面成炭与阻燃剂本体添加结合的协同阻燃模式,考察了三聚氰胺聚磷酸盐MPP对原纤体系和DOPO接枝玻纤体系的影响,结果表明,在25%MPP的添加量下,原纤体系不能通过UL-94测试,而改性玻纤体系的则可达到UL-94V-0级别,从而为制备高性能无卤阻燃玻纤增强PA6提供了一种新技术和新方法。 2100433B
烛芯效应是玻纤增强聚合物材料难阻燃的主要原因。项目拟对玻纤引发尼龙烛芯效应物理化学机制深入研究基础上,突破传统的阻燃剂本体添加方法,设计一种新颖的界面成炭阻燃模式来实现玻纤增强尼龙体系高效阻燃。基于烛芯效应本质为聚合物熔体浸润玻纤表面后向火源定向流动这一原理,通过偶联剂桥联实现反应型成炭催化剂(有机磷阻燃剂)在玻纤表面接枝,利用树脂燃烧高温下阻燃剂对尼龙6催化成炭作用在玻纤原有光滑、极性表面快速形成粗糙和惰性膨胀炭层,从而有效抑制聚合物熔体界面浸润和流动,阻断引发烛芯效应的热力学和动力学因素。探索界面成炭与阻燃剂本体添加结合的协同阻燃模式,实现阻燃剂从界面到本体差异化分布,即在烛芯效应发生,燃烧剧烈的界面区域配置高剂量或高效型阻燃剂;本体树脂区则配置低剂量或普通型阻燃剂,使阻燃剂使用经济、合理、高效化。另外,界面阻燃剂接枝也可使玻纤表面有机化,进而有效改善体系相容性,提高复合材料力学性能。
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玻纤增强尼龙66体系增强改性_图文(精)
玻纤增强尼龙 66体系增强改性
隔热条专用玻纤增强尼龙66复合材料
从玻纤长度及分布和分散润滑剂的影响两方面出发,研究了如何制备适合于隔热条生产工艺的玻纤增强尼龙66复合材料。结果表明:玻纤长度的平均值约为0.75mm,且长度分布均匀时有利于隔热条的挤出;分散润滑剂YL-100能够改善隔热条挤出造成的玻纤外露现象。
超支化大分子成碳剂(UHPCA)常常用来作为阻燃剂的协效剂,由于其具有优异的成炭能力,同时形成的炭层的厚度和强度均十分理想,因此与阻燃剂(尤其是磷系阻燃剂)复配使用时能够发挥意想不到的协同作用,可以赋予材料以卓越的阻燃性能,下面是满足UL94 V-0(1.6mm)的常用推荐用量:
聚丙烯(PP) 3.0-7.0%
聚乙烯(PE) 5.0-9.0%
聚碳酸酯(PC) 1.0-5.0%
聚碳酸酯/ABS合金(PC/ABS)3.0-7.0%
丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物(ABS)6.0-10.0%
聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)2.0-6.0%
聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)2.0-6.0%
聚氨酯(PU)3.0-7.0%
尼龙6(PA6)2.0-6.0%
尼龙66(PA66)2.5-6.5%
不饱和树脂(UPR)4.0-8.0%
环氧树脂(Epoxy)4.0-8.0%
SEBS/聚丙烯合金(SEBS/PP)6.0-11.0%
SEBS/聚苯醚合金(SEBS/PPO)5.0-9.0%
热塑性聚氨酯(TPU)3.0-7.0%
丙烯酸酯(Acrylic)5.0-9.0%
丁苯橡胶(SBR)6.0-10.0%
备注和声明:上述配方是在UHPCA/聚磷酸胺(1:2)基础之上形成的协同建议,这里不作为保证,用户需要根据各自的实际情况做试验后才能形成适合的具体配方。至于其他复配体系,在此不提供建议。
该成炭剂比传统的三嗪类成碳剂的综合成炭效率一般高出1-2倍,可广泛应用于聚烯烃、聚苯乙烯类树脂(ABS和HIPS等)、PBT、PET、尼龙、环氧树脂、不饱和树脂、聚氨酯、聚碳酸酯、丙烯酸树脂、弹性体等多种场合。鉴于应用广泛,该成碳剂可带来非常广阔的市场发展前景.
新型超支化大分子阻燃型成炭剂(UHPCA)在青岛率先研发成功,国内首创,其商品牌号为Realgard™ 9898,该成炭剂的分子式为(C27H33P2O8N15)n,理论碳含量为42.81%,通过1H NMR,FTIR、元素分析、热失重(TG)以及氧指数(LOI)等多种手段对其结构进行表征,并将其与聚磷酸铵(APP)按照2:3的复配比例组成膨胀型阻燃体系(IFR),针对性地对PP/IFR复合材料体系的热稳定性及成炭行为进行分析;结果表明,含有UHBCA的复合材料具有超支化结构,初始热分解温度为275℃,在800℃时残炭量可达到58.9%,远高于计算所得的42.81%,具有极好的成炭作用,氧指数达到38%。该成炭剂可与聚磷酸胺、聚磷酸蜜胺、红磷、无机次磷酸盐以及有机次磷酸盐等进行复配,形成复配型膨胀阻燃体系(IFR);另外,由于UHPCA分子中含有磷元素和氮元素,具有P/N协同作用(Synergy),可单独作为无卤阻燃剂使用,如果复配使用,则效果更佳;