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阻燃剂的新技术
  一、表面改性  无机阻燃剂具有较强的极性与亲水性,同非极性聚合物材料相容性差、界面难以形成良好的结合和粘接。  为改善其与聚合物间的粘接力和界面亲和性,采用偶联剂对其进行表面处理是最为有效的方法之一。  二、超细化  无机阻燃剂具有稳定性高、不易挥发、烟气毒性低、成本低等优点,越来越受到人们的青睐。  但其与合成材料的相容性较差,添加量大,使得材料的力学性能和耐热性能都有所降低。  因此,对无机阻燃剂进行改性,增强其与合成材料的相容性,降低其用量成为无机阻燃剂的发展趋势之一。  三、复配协同  阻燃剂复配技术可以综合两种或两种以上阻燃剂的长处,使其性能互补,达到降低阻燃剂的用量,提高材料阻燃性能、加工性能及物理机械性能等目的。  四、交联  交联高聚物的阻燃性能比线型高聚物好得多。  在热塑性塑料加工时添加少量交联剂,能使塑料变成部分网状结构,可改善阻燃剂的分散性,有利于塑料燃烧时产生结炭作用,提高阻燃性能,并能增加制品的机械、耐热等性能。  五、微胶囊化  微胶囊化的实质是把阻燃剂粉碎分散成微粒,用有机物或无机物进行包囊,形成微胶囊阻燃剂,或以表面很大的无机物为载体,将阻燃剂吸附在这些无机物载体的空隙中,形成蜂窝式微胶囊阻燃剂。  六、纳米阻燃技术有些纳米材料具有阻止燃烧的功能,将它们作为阻燃剂加入到可燃材料中,利用其特殊的尺寸和结构效应,可以改变可燃材料的燃烧性能,使之成为具有防火性能的材料。
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共聚PP阻燃剂和PP阻燃剂的区别
  1、物理性能不同  无规PP共聚物比PP均聚物的挠曲性好而刚性低。它们在温度降至32°F时,还能保持适中的冲击强度,而当温度降至-4°F时,有用性就有限了。  2、耐化学性能不同  无规PP共聚物对酸。碱、醇、低沸点碳氢化合物溶剂及很多有机化学品的作用有很强的抵抗力。室温下,PP共聚物基本不溶于大多数有机溶剂。而且,当暴露在肥皂、皂碱液。水性试剂和醇类中时,它们不象其它很多聚合物那样会发生环境应力断裂损坏。  3、使用范围不同  聚丙烯广泛应用于服装、毛毯等纤维制品、医疗器械、汽车、自行车、零件、输送管道、化工容器等生产,也用于食品、药品包装。  共聚丙烯应用于吹塑、注塑、挤塑、薄膜和片材挤压加工领域,常用于自来水管、食品包装材料、医药包装材料和日常消费品。  扩展资料  废旧PP再资源化技术  聚丙烯(PP)是目前第二大通用塑料,随着建筑、汽车、家电和包装等行业的发展,废旧PP成为近年来产量较大的废弃高分子材料之一。  由于使用过程中受光、热、氧和外力等因素影响,PP的分子结构会发生变化,制品变黄、变脆、甚至开裂,导致PP韧性、尺寸稳定性、热氧稳定性和可加工性等明显变差,直接使用废旧PP制造制品难以满足加工和使用过程的要求。因此,废旧PP再资源化技术不断发展,采用与其他聚合物合金化或与填料复合化,可明显改善废旧PP的加工性能、热性能、物理和力学性能,实现废旧PP的高性能化。
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PP阻燃剂阻燃机理
  根据PP燃烧的机理,从PP燃烧链的关键点出发,添加阻燃剂可以通过控制一种或多种燃烧元素达到阻燃目的,使阻燃机理具有气相阻燃机理。凝固相阻力。  燃烧机理,吸热阻燃机理等。有时阻燃工艺有多种阻燃机制。  阻燃机理和阻燃剂的实用性如下:  1气相阻燃机理  典型的气相阻燃剂是中断链式反应,并终止PP燃烧碱链反应,可以减少可燃气体的产生,从而达到阻燃的目的。  如果卤化阻燃剂在较高温度下分解,则释放HX,HX捕获PP燃烧过程中产生的自由基,中断燃烧链反应。  其他阻燃剂释放惰性气体,将易燃物质浓度和氧气浓度稀释至低于点火极限。  采用气相阻燃机理的卤素阻燃剂是最大的阻燃剂之一世界上的阻燃剂,在PP中加入少量卤素阻燃剂,阻燃效果显着,使其在阻燃领域占有重要地位。  但是,卤素类阻燃剂系统在燃烧时会产生大量有毒烟雾,造成二次污染,尤其是火灾发生时,有毒烟雾会对人类和动物造成致命伤害。  近年来,随着环保要求的提高,PP中卤素类PP阻燃剂的使用受到越来越多的限制,卤素类阻燃剂  将逐渐淡出PP阻燃剂领域。  2吸热阻燃机理  吸热阻燃剂是指阻燃剂吸收PP燃烧热分解产生的热量,降低系统温度,产生的热量不足保持PP裂解或气体燃烧。  如氢氧化铝和硼酸无机阻燃剂。  采用吸热阻燃理论的氢氧化铝和硼酸无机阻燃剂具有无毒,热稳定性好,抑烟效果好的优点。其缺点是添加量大,与PP的亲和性差,电容性能差,材料的机械性能下降。  无机阻燃剂颗粒经过超细和表面处理,以增强与PP的界面粘合力。  超细颗粒本身的量子尺寸效应和表面效应用于增强与PP的界面相互作用,改善相容性,达到减少用量和提高阻燃效率的目的。  PP阻燃剂颗粒越细,烟雾的量和量越少,阻燃效果越明显。  因此,超细小粒径是未来无机阻燃剂的主要发展方向。  3凝固相阻燃机理  固化相阻燃是指阻燃剂在PP表面形成阻燃碳层或玻璃状熔体涂层,从而减少可燃气体的形成,从而达到阻燃的目的。  磷基膨胀型阻燃剂IFR主要是阻燃机理。  强力和强力阻燃剂采用阻燃机制的磷基膨胀型阻燃IFR,可以在材料表面形成一层膨胀的多孔均质碳层或玻璃状熔体涂层,以保护热量和氧气。  抑制烟雾和防止飞沫的目的是实现阻燃。  磷基和膨胀型阻燃剂的缺点是耐水性差和热稳定性差。然而,由于燃烧过程中的低烟,气体是无害的,并且形成的碳层和涂层可以有效地防止聚合物液滴。适用于PP  因此,阻燃剂克服了缺点,综合性能和改进的新型IFR具有非常广阔的发展前景,一直是研究的热门话题。  在研究和使用PP阻燃剂时,它已发现任何目前的阻燃剂都有其自身的缺陷。复合阻燃体系可以减少由传统阻燃剂组成的单一阻燃剂和协同阻燃剂的用量。  该代理系统结合了其优异的性能,良好的阻燃效果,低成本,阻燃和抑烟等特殊功能。前景仍然十分广阔。  使用新技术,新工艺,现有PP阻燃剂本身的缺点,提高阻燃性,是一种实用有效的新型阻燃剂开发方法。现有阻燃机理下的一些新兴PP阻燃剂在阻燃PP中也取得了良好的综合效果,具有一定的发展前景,如纳米无机阻燃剂,层状粘土和碳纳米管。成为开发PP阻燃剂材料的前端产品。
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常用的三种PP塑料阻燃剂介绍
  1、溴系阻燃剂  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。  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。
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阻燃剂应用领域和需求持续扩张、消费结构升级
  1、阻燃剂界定及分类分析  阻燃剂是指加入可燃材料中能够增加材料耐燃性、延缓燃烧速度或阻止燃烧的助剂,又称难燃剂、耐火剂或防火剂,主要应用于高分子材料的阻燃处理。经过阻燃处理后的材料,在受到外界火源攻击时,能够有效地阻止、延缓或终止火焰的传播,从而达到阻燃作用。阻燃剂通过物理掺混或化学键合的方式加入到高分子材料中,根据其特性在燃烧过程的特定阶段发挥作用,以起到抑制甚至中断燃烧的作用,在建筑、纺织、电子、航天、运输等领域均有广泛的应用。阻燃剂的种类繁多,一般按照化学元素的不同,主要可分为无机系、有机磷系和有机卤系三大类。  2、全球阻燃剂行业及分布分析  欧美等发达国家在20世纪60年代就通过国家立法强制在主要行业推行阻燃剂的使用,覆盖了建筑、纺织、汽车、电子、家具等多个行业。目前全球主要阻燃剂供应商大多分布在亚洲、欧洲和北美等地,消费市场也主要集中在这些地区。  2019年全球阻燃剂市场规模为72亿美元,发展较为稳定。其中,亚太地区增长最快,世界阻燃剂的消费重心正逐步向亚洲地区转移,主要增量来自中国市场。  推动市场增长的关键因素包括各地区日趋严格的法规,要求在建筑、电子、纺织、汽车等主要终端行业使用阻燃剂。加之消费者对火灾发生时的逃生时间、阻燃剂的有效性及其优点的认识不断提高,预计将推动对阻燃材料的需求。此外,全球范围内制定的消防安全标准和法规有望对产品需求产生积极影响。  3、我国阻燃剂应用领域和需求持续扩张  随着我国高分子材料工业的发展和应用领域的拓展,阻燃材料在化学建材、电子电器、交通运输、航天航空、日用家具、室内装饰、衣食住行等各个领域中具有广泛应用,阻燃剂已成为仅次于增塑剂的第二大高分子材料改性添加剂。  2019年中国的阻燃剂市场同比增长7.7%,主要应用于电线电缆、家用电器、汽车等领域。随着下游应用市场快速发展及防火意识的增强,阻燃剂的需求量将进一步增加,预计到2025年,中国阻燃剂市场需求量为128万吨,2019年至2025年的复合增长率预计将达到7.62%。  4、阻燃剂消费结构调整升级,无机系阻燃剂发展迅速  长期以来,德国、美国和日本等国外阻燃剂生产商凭借其在技术、资金、产品种类等方面的优势,主导着全球阻燃剂市场。我国阻燃剂行业起步较晚,一直扮演着追赶者的角色,直到2006年左右才开始快速发展。1985年国内阻燃剂产量约0.5万吨,至2006年达26万吨。这段时期内,国内阻燃剂以有机卤系阻燃剂为主,无机系、有机磷系阻燃剂产量占比很小。  近年来,我国阻燃剂消费结构不断调整升级,超细氢氧化铝阻燃剂市场需求量呈现快速增长趋势,有机卤系阻燃剂市场占比逐渐下降。2006年,我国超细氢氧化铝阻燃剂及氢氧化镁阻燃剂占阻燃剂总消费量不足10%,至2019年,这一比例已大幅提升。国内阻燃剂市场的产品结构从以有机卤系阻燃剂为主,逐渐转变为以无机系、有机磷系阻燃剂为主,有机卤系阻燃剂为辅的格局。
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几种常见的塑料改性技术
(1)纤维增强长纤维增强热塑性塑料(UCRT)是新型轻质高强度工程结构材料,因其重量轻、价廉、易于回收重复利用,在汽车上的应用发展很快。用天然纤维如亚麻、剑麻增强塑料制造车身零件,在汽车行业已经得到认可。一方面是由于天然纤维是环保材料,另一方面植物纤维比玻纤轻40%,减轻车重可降低油耗。用亚麻增强PP制作车身底板,材料的拉伸强度比钢要高,刚度不低于玻纤增强材料,制件更易于回收。(2)增韧技术高分子结构材料的刚度(包括强度)和韧性是相互制约的两项最重要的性能指标。因此,增强刚度的同时增强增韧的研究一直是高分子材料科学的难题。中科院化学研究所高分子共混填充增强增韧新途径,该成果在解决高分子材料同时增强增韧的科学难题方面获得重要突破,在国内首次成功地制备出超高韧性聚烯烃工程塑料,为大品种通用塑料升级,为工程塑料以及工程塑料进一步高性能化提供了新途径。(3)填充改性(粉体填充)塑料填充改性自二十世纪八十年代初投入市场以来,由于其价格低廉、产品性能优异,并改善塑料制品的某些物理特性,可替代合成树脂,且生产工艺简单、投资较小、具有显著的经济效益和社会效益。(4)共混改性塑料共混改性是指在一种树脂中掺入一种或多种其它树脂(包括塑料和橡胶),从而达到改变原有树脂性能的一种改性方法。塑料共混改性是一种与添加改性并驾齐驱的常用塑料改性方法。(5)阻燃技术一般来讲,高聚物阻燃技术主要分为添加型与反应型两种方式,主要是以添加型为主。即在普通粒料中添加与之匹配的阻燃剂,在搅拌机内充分混合,然后进入以双螺杆挤出机为主的混炼装置重新造粒,制备出阻燃改性的"阻燃塑料"。(6)接枝改性目前接枝改性塑料作为大分子偶联剂、相容剂、增韧剂等,应用十分广泛。当前最常见的接枝单体是马来酸酑、GMA和丙烯酸、GMA和丙烯酸,均存在聚倾向大、接枝率和接枝效率低等缺点,而且丙烯酸的腐蚀性很强。聚丙烯接枝改性的目的是为了提高聚丙烯与金属、极性塑料、无机填料的粘结性或增溶性。(7)导电功能改性多年以来,有关复合型导电高分子的研究不胜枚举,但仍有许多问题没有得到很好的解决。如在添加导电介质提高导电性的同时,力学性能会有所下降,因此复合型导电高分子材料的发展主要集中在降低电阻率与提高材料的综合性能两个方面。(8)热塑性弹性体热塑性弹性体(TPE)兼具热塑性塑料的重复加工性和橡胶的高弹性等物理机械性能,同时又具有优异的回收再生性,作为一种全新的高分子材料市场迅速发展。热塑性弹性体具有非常广泛的产品适应性。
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