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生物基阻燃剂的合成及应用研究进展

环境化学 2023年第5期42卷 1663-1678页

作者：赵依文李冲江慧谢于辉谢德龙梅毅昆明理工大学化学工程学院昆明650500 云南省磷化工节能与新材料重点实验室昆明650500 云南省高校磷化工重点实验室昆明650500

高分子材料被广泛地应用在社会生活的各个方面,但其易燃性往往容易引发火灾,造成巨大的生命财产损失.利用阻燃剂改性是提升高分子材料防火阻燃性能的有效方法之一,其中生物基阻燃剂由于具有原料易得及绿色环保等特性,成为近年来阻燃剂... 详细信息

高分子材料被广泛地应用在社会生活的各个方面,但其易燃性往往容易引发火灾,造成巨大的生命财产损失.利用阻燃剂改性是提升高分子材料防火阻燃性能的有效方法之一,其中生物基阻燃剂由于具有原料易得及绿色环保等特性,成为近年来阻燃剂研究领域的前沿热点之一.本文首先介绍了近年来几种主流的生物基阻燃剂的合成方法,随后介绍了其他应用较少的生物基阻燃剂以及全生物基阻燃剂的发展情况,并对生物基阻燃剂的应用及其面临的问题展开讨论.最后,展望了生物基阻燃剂未来的发展趋势.

关键词：高分子阻燃生物基阻燃剂环保

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生物基阻燃剂在聚乳酸中的应用研究进展

工程塑料应用 2020年第3期48卷 150-155,160页

作者：胡旭李娟李星宁波大学材料科学与化学工程学院浙江宁波315211 中国科学院宁波材料技术与工程研究所宁波市高分子材料重点实验室浙江宁波315201

综述了生物基阻燃剂在生物基聚合物聚乳酸(PLA)中的应用研究进展,主要对木质素、淀粉、纤维素、壳聚糖等碳水化合物的阻燃化改性和应用,以及植酸、单宁酸等酸性物质的阻燃化处理和应用情况进行了总结,并对生物基阻燃剂未来的发展趋势和... 详细信息

综述了生物基阻燃剂在生物基聚合物聚乳酸(PLA)中的应用研究进展,主要对木质素、淀粉、纤维素、壳聚糖等碳水化合物的阻燃化改性和应用,以及植酸、单宁酸等酸性物质的阻燃化处理和应用情况进行了总结,并对生物基阻燃剂未来的发展趋势和在PLA中的应用前景进行了展望,指出未来生物基阻燃剂的研究将向高性能化、多样化、多功能化及低成本化等方向发展。

关键词：生物基阻燃剂聚乳酸研究进展

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生物基阻燃剂的合成及其在环氧树脂中的应用

热固性树脂 2023年第2期38卷 38-42,46页

作者：高明李永鹏乔志川王崇智华北科技学院化工安全学院北京101601 华北科技学院安全工程学院北京101601 山东泰星新材料股份有限公司山东济南250000

以单宁酸(TA)和六氯三聚磷腈(HCCP)为原料,通过接枝反应合成了一种新型生物基阻燃剂TAP,采用傅里叶变换红外光谱对其结构进行了表征,并将其应于环氧树脂(EP)中。通过热重分析(TGA)、氧指数(LOI)和垂直燃烧等级测试(UL-94)、锥形量热(CCT... 详细信息

以单宁酸(TA)和六氯三聚磷腈(HCCP)为原料,通过接枝反应合成了一种新型生物基阻燃剂TAP,采用傅里叶变换红外光谱对其结构进行了表征,并将其应于环氧树脂(EP)中。通过热重分析(TGA)、氧指数(LOI)和垂直燃烧等级测试(UL-94)、锥形量热(CCT)以及宏观形貌分析研究了TAP用量对环氧复合材料阻燃性能的影响。结果表明:当TAP与EP的质量比为1∶10时,EP复合材料的LOI最高达28.8%,UL-94为V-0级,700℃下残炭率达20.1%,热释放速率峰值(PHRR)、总热释放量(THR)、烟释放速率峰值(PSRP)、烟气释放总量(TSP)、CO和CO_(2)释放量较纯EP样品分别降低了35.73%,12.4%,34.28%,21.94%,35.5%和49%,成炭性和阻燃性显著提高。

关键词：生物基阻燃剂单宁酸六氯三聚磷腈环氧树脂

生物基阻燃剂与三聚氰胺氰尿酸盐在低密度聚乙烯中的协同阻燃性能研究

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塑料科技 2023年第3期51卷 13-17页

作者：顾陆於李建喜上海长园电子材料有限公司上海201802 中国科学院上海应用物理研究所上海201800

为了探究新型生物基阻燃剂的适用范围和协同阻燃效果,利用氢氧化镁(MH)和植酸(PA)反应制备新型生物基阻燃剂(MPA)。将MPA与三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)加入低密度聚乙烯(LDPE)中制备LDPE阻燃复合材料,并测试复合材料的阻燃性能和热稳定性。... 详细信息

为了探究新型生物基阻燃剂的适用范围和协同阻燃效果,利用氢氧化镁(MH)和植酸(PA)反应制备新型生物基阻燃剂(MPA)。将MPA与三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)加入低密度聚乙烯(LDPE)中制备LDPE阻燃复合材料,并测试复合材料的阻燃性能和热稳定性。结果表明:当MPA加入量为40 g,MCA加入量为20 g,LDPE-3复合材料的热释放速率峰值降至702.6 kW/m^(2),CO和CO_(2)的释放量也受到有效抑制,残留物含量大幅提升,从0.2%提升至14.2%。MCA的加入可以有效提升LDPE/MPA复合材料的热稳定性,抑制LDPE/MPA复合材料的早期分解,使LDPE-3的起始热分解温度(T5%)从273.2℃提升至329.8℃。MPA与MCA同时在LDPE使用时能够产生良好协同阻燃作用,有效提升LDPE复合材料的阻燃性能以及热稳定性。

关键词：低密度聚乙烯生物基阻燃剂热稳定性三聚氰胺氰尿酸盐

生物基阻燃剂在纤维素基材料中的应用研究进展

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现代化工 2022年第5期42卷 50-54页

作者：刘茁陈启杰陈广王凤雷广艳魏雅琴长沙理工大学化学化工学院湖南长沙410114 湖南广信科技股份有限公司湖南邵阳422900

纤维素基高分子材料应用广泛,但其具有易燃的特性,提升其阻燃性能非常重要。介绍了生物基高分子作为炭源应用于膨胀型阻燃剂体系中,综述了生物基高分子在棉织物、纸张、纤维素气凝胶等纤维素基高分子材料中的应用和研究现状,展望了生物... 详细信息

纤维素基高分子材料应用广泛,但其具有易燃的特性,提升其阻燃性能非常重要。介绍了生物基高分子作为炭源应用于膨胀型阻燃剂体系中,综述了生物基高分子在棉织物、纸张、纤维素气凝胶等纤维素基高分子材料中的应用和研究现状,展望了生物基阻燃剂在纤维素基材料中的应用前景。

关键词：生物基阻燃剂纤维素基材料膨胀型阻燃剂阻燃评价

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生物基阻燃剂对木家具水性漆性能影响及调控

森林防火 2024年第3期42卷 119-126,130页

作者：张永波郑端端杨国超刘志高广西诺雅农林科技有限公司广西南宁530000 北京林业大学材料科学与技术学院北京100083 广西大学资源环境与材料学院广西南宁530004

以薄木材料为基材,通过以薄木表面生物基阻燃剂的载药量、涂刷材料、涂层顺序为条件,研究不同涂饰方式处理后木质家具材料阻燃性能和装饰效果。植酸基阻燃剂处理后木质家具材料表面不能用水性涂料进行涂饰。生物基阻燃剂涂刷薄木之后,... 详细信息

以薄木材料为基材,通过以薄木表面生物基阻燃剂的载药量、涂刷材料、涂层顺序为条件,研究不同涂饰方式处理后木质家具材料阻燃性能和装饰效果。植酸基阻燃剂处理后木质家具材料表面不能用水性涂料进行涂饰。生物基阻燃剂涂刷薄木之后,再涂刷水性涂料会降低生物基阻燃的阻燃效果。当生物基阻燃剂的载药量大于25%时,薄木的阻燃效果良好。植酸基阻燃剂覆膜保护后涂刷于薄木表面对水性漆涂饰后薄木的装饰效果影响不大;在薄木涂刷生物基阻燃剂后,再对其涂刷聚乙烯醇溶液,最后进行水性漆涂饰,该方式的装饰效果良好,且获得的薄木氧指数接近30。结果表明:覆膜保护涂饰方式工艺简单且对环境友好,所得薄木装饰效果和阻燃性良好,生物基阻燃最佳载药量为28%。在实际生产中,可根据实际情况利用该涂饰工艺对木质家具材料进行处理。

关键词：木质家具材料生物基阻燃剂阻燃性装饰效果水性漆

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植酸生物基阻燃剂的应用研究进展

印染 2023年第9期49卷 88-90页

作者：刘海龙程如鸽东隆家纺股份有限公司实验中心安徽芜湖241000 安徽工程大学马克思主义学院安徽芜湖241000

植酸作为一种天然可降解的有机磷酸,在纺织品阻燃领域有着广阔的应用前景。近年来植酸在阻燃纺织品中的应用主要有单组分植酸阻燃剂、复配型植酸阻燃剂以及化学改性植酸阻燃剂,分析了三种植酸型阻燃剂的特点,发现复配型植酸阻燃剂和化... 详细信息

植酸作为一种天然可降解的有机磷酸,在纺织品阻燃领域有着广阔的应用前景。近年来植酸在阻燃纺织品中的应用主要有单组分植酸阻燃剂、复配型植酸阻燃剂以及化学改性植酸阻燃剂,分析了三种植酸型阻燃剂的特点,发现复配型植酸阻燃剂和化学改性植酸阻燃剂的阻燃性能更为突出,将植酸与其他化合物复配以及对植酸进行化学改性将成为未来研究的重点。

关键词：阻燃整理植酸生物基阻燃剂耐久性

核壳生物基阻燃剂的制备及其阻燃增韧聚乳酸的研究

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核壳生物基阻燃剂的制备及其阻燃增韧聚乳酸的研究

作者：刘灵慧浙江大学

学位级别：硕士

聚乳酸(PLA)作为一种生物质高分子材料,具有诸多优点,有望代替传统石油基高分子材料。然而其极易燃烧,脆性大,而且不耐紫外线易老化。因而需要对PLA进行增韧、阻燃和抗紫外等优化,以拓展其应用。本文以聚磷酸铵(APP)为酸源,合成了三种... 详细信息

聚乳酸(PLA)作为一种生物质高分子材料,具有诸多优点,有望代替传统石油基高分子材料。然而其极易燃烧,脆性大,而且不耐紫外线易老化。因而需要对PLA进行增韧、阻燃和抗紫外等优化,以拓展其应用。本文以聚磷酸铵(APP)为酸源,合成了三种不同的生物基阻燃剂,探究了它们对PLA阻燃、力学和紫外屏蔽等性能的影响。首先采用聚磷酸铵(APP)、壳聚糖(CS)和羧化硅油(Si-COOH/Si)在水相中组装合成了生物基阻燃剂APP@CS@Si。硅壳(Si-COOH)不仅降低了阻燃剂的亲水性,同时提高了残炭质量。只添加2wt%的APP@CS@Si就可以使PLA具有阻燃性能UL-94 V-0级。添加4wt%APP@CS@Si的PLA的火焰传播指数FPI(0.150)和阻燃指数FRI(1.33)均高于APP@CS相同添加量的PLA。而且,PLA/4APP@CS@Si的总烟释放量(TSR)比PLA/4APP@CS低60%,显示了出色的抑烟能力。此外,Si-COOH自身的柔韧性结构还可提高PLA的韧性,使PLA复合材料的冲击强度和断裂伸长率分别提高了 20%和16%。其次以APP为核心,聚多巴胺(PDA)为壳,再组装上氧化石墨烯(GO)或修饰了油酸基团(OA)的GO,制备了阻燃增韧一体的APP@PDA@GO及APP@PDA@GO-OA。添加3 wt%的阻燃剂均可使得PLA通过UL-94 V-0等级。相比纯 PLA,PLA/6APP@PDA@GO 的 pHRR 下降了 30%,FPI 和 FRI 分别提高到0.234和1.45,燃烧增长速率指数(FIGRA)从1.99降低至1.22,阻燃性能优于第一个体系。3 wt%的APP@PDA@GO和APP@PDA@GO-OA可以使PLA冲击韧性分别提升31%和43%,力学性能也优于第一个体系,同时还改善了材料紫外线屏蔽等性能。最后,合成了基于木质素的新型膨胀型阻燃剂Lig-APP,阻燃剂中生物基的成分提高到了 50%。数据表明,Lig-APP的添加可以赋予PLA较好的阻燃性能,添加3 wt%的Lig-APP通过UL-94 V-0等级,PLA/6Lig-APP复合材料pHRR下降了 30%,THR 下降了 8.7%,FPI 从 0.17 提高到 0.20,FRI 上升到了 1.27,阻燃性能亦优于第一个体系。在力学方面,Lig-APP提高了 PLA材料的刚性以及冲击韧性。PLA/6Lig-APP复合材料亦具有优异的抗紫外线屏蔽性能。

关键词：聚乳酸生物基阻燃剂疏水性抗紫外

利用静电吸附构建生物基核壳阻燃剂用于阻燃改性牛皮纸

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材料导报 2023年第5期37卷 251-257页

作者：耿亚茹杨国超徐冰冰张求慧北京林业大学材料科学与技术学院木质材料科学与应用教育部重点实验室北京100083

为了改善聚磷酸铵(APP)使基材表面变色和力学性能降低的缺点,同时符合阻燃剂的绿色发展趋势,制备了一种核壳结构的生物基阻燃剂(APP@EP)。采用植酸钠(PA-Na)和蛋清蛋白(EWP)作为壳体材料,在水溶液中通过静电吸附作用将其逐层沉积在APP... 详细信息

为了改善聚磷酸铵(APP)使基材表面变色和力学性能降低的缺点,同时符合阻燃剂的绿色发展趋势,制备了一种核壳结构的生物基阻燃剂(APP@EP)。采用植酸钠(PA-Na)和蛋清蛋白(EWP)作为壳体材料,在水溶液中通过静电吸附作用将其逐层沉积在APP表面。通过涂布工艺将APP@EP应用于牛皮纸,并对阻燃牛皮纸的阻燃性能和力学性能进行了研究。热重(TG)分析表明,APP@EP在高温下的热稳定性显著增强,700℃时残炭量达到56.7%。APP@EP阻燃改性牛皮纸的极限氧指数值(LOI)从19.8%提高到45.2%,炭化长度从210 mm降低到41 mm。与APP阻燃改性牛皮纸相比,APP@EP阻燃改性牛皮纸的热释放速率峰值(PHRR)和总热释放量(THR)分别降低了35.91%和44.98%,抗张指数提高了24.92%。对残炭的进一步研究表明,APP@EP阻燃改性牛皮纸经过燃烧后,形成了完整致密的含有P-O-P和P-O-C结构的炭层,并且其石墨化程度较高。

关键词：生物基阻燃剂核-壳结构聚磷酸铵(APP) 牛皮纸