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Enhanced flame-retardant effect of montmorillonite/phosphaphenanthrene compound in an epoxy thermoset

  • A phosphaphenanthrene and triazinetrione group containing flame retardant (TAD) is combined with organically modified montmorillonite (OMMT) in epoxy resin thermosets (EP) to improve the performance of the flame-retardant system. When only 1 wt% OMMT/4 wt% TAD is introduced into the EP, the limited oxygen index (LOI) rises from 26% to 36.9% and a V-0 rating is achieved in a UL 94 test. The decomposition and pyrolysis products in the gas phase and condensed phase were characterized using thermogravimetry-Fourier transform infrared spectroscopy (TG-FTIR). The influence on the decomposition of EP, such as the increase in char yield, is limited with the incorporation of OMMT; a large amount of the phosphorus is released into the gas phase. The flame-retardant effect evaluation based on cone calorimeter data testified that OMMT improves the protective-barrier effect of the fire residue of OMMT/TAD/EP on the macroscopic scale, while TAD mainly causes flame inhibition. The fire residuesA phosphaphenanthrene and triazinetrione group containing flame retardant (TAD) is combined with organically modified montmorillonite (OMMT) in epoxy resin thermosets (EP) to improve the performance of the flame-retardant system. When only 1 wt% OMMT/4 wt% TAD is introduced into the EP, the limited oxygen index (LOI) rises from 26% to 36.9% and a V-0 rating is achieved in a UL 94 test. The decomposition and pyrolysis products in the gas phase and condensed phase were characterized using thermogravimetry-Fourier transform infrared spectroscopy (TG-FTIR). The influence on the decomposition of EP, such as the increase in char yield, is limited with the incorporation of OMMT; a large amount of the phosphorus is released into the gas phase. The flame-retardant effect evaluation based on cone calorimeter data testified that OMMT improves the protective-barrier effect of the fire residue of OMMT/TAD/EP on the macroscopic scale, while TAD mainly causes flame inhibition. The fire residues showed a corresponding macroscopic appearance (digital photo) and microstructure (scanning electron microscope [SEM] results). The protective barrier effect of OMMT and the flame-inhibition effect of TAD combined to exert a superior flame-retardant effect, resulting in sufficient flame-retardant performance of OMMT/TAD/EPzeige mehrzeige weniger

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Autor*innen:S. Tang, Volker WachtendorfORCiD, Patrick Klack, Lijun Qian, Y. Dong, Bernhard SchartelORCiD
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):RSC Advances
Jahr der Erstveröffentlichung:2017
Veröffentlichende Institution:Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
Jahrgang/Band:7
Ausgabe/Heft:2
Erste Seite:720
Letzte Seite:728
DDC-Klassifikation:Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Ingenieurbau
Freie Schlagwörter:DOPO; Epoxy resin; Flame retardant; Nanocomposite; TG-FTIR; Thermoset
DOI:10.1039/c6ra25070j
URN:urn:nbn:de:kobv:b43-388865
ISSN:2046-2069
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei für die Öffentlichkeit verfügbar ("Open Access")
Lizenz (Deutsch):License LogoCreative Commons - Namensnennung
Datum der Freischaltung:05.01.2017
Referierte Publikation:Ja
Datum der Eintragung als referierte Publikation:02.03.2017
Schriftenreihen ohne Nummerierung:Wissenschaftliche Artikel der BAM
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