基于三嗪結(jié)構(gòu)的膨脹性阻燃聚丙烯的結(jié)構(gòu)與性能.pdf

1、膨脹性阻燃劑（IFR）具有無(wú)鹵、低煙、低毒等特點(diǎn)而廣泛用于聚丙烯（PP）阻燃，其主要由酸源、炭源和氣源構(gòu)成，三者在燃燒過(guò)程中相互反應(yīng)形成膨脹性炭層而覆蓋于材料表面，該炭層具有隔熱隔氧和阻止可燃?xì)怏w逸出作用，從而實(shí)現(xiàn)阻燃。然而傳統(tǒng)的多元醇為成炭劑的膨脹阻燃體系阻燃效率不理想，阻燃PP添加量需在25wt％以上，才能獲得較好的阻燃性能。因而新型成炭劑的開(kāi)發(fā)成為提高阻燃效率的可選之徑。研究表明，三嗪化合物在IFR中顯示出了良好的成炭效應(yīng)，因此本

2、文將著眼于新型三嗪成炭劑的研發(fā)工作。另外，單獨(dú)的IFR很難發(fā)揮其最佳的阻燃效率，為此，尋求一種合適的協(xié)效劑來(lái)提升其阻燃性能。
　　本文首先以三聚氯氰、嗎啉、二乙醇胺和哌嗪為原料，一鍋法成功制備了三種新型成炭劑CYM、CDP和CYP。用紅外和核磁表征了其結(jié)構(gòu)，并用熱失重分析儀（TG A）測(cè)試了熱穩(wěn)定性。TGA表明它們的熱分解溫度均高于200℃，適合于聚丙烯的（PP）加工,且CDP和C YP的熱穩(wěn)定性優(yōu)于CYM，高溫時(shí)也有較高的殘?zhí)苛?/p>

3、。將三者與聚磷酸銨（APP）復(fù)配膨脹阻燃體系（IF R）用于膨脹阻燃聚丙烯，測(cè)試結(jié)果表明，在質(zhì)量比APP:成炭劑=2:1構(gòu)成 IFR中，添加量分別為25wt%、20wt%和17wt%時(shí),三者均能較好的阻燃PP通過(guò)垂直燃燒（UL94）V-0級(jí)別，氧指數(shù)達(dá)到30.6、29.5、29.5。為了進(jìn)一步提高上述阻燃劑的阻燃效率，因此選擇探索合適的協(xié)效劑來(lái)提高系統(tǒng)的阻燃性能?？紤]到金屬 Ni和蒙脫土二者的催化阻燃作用，本文利用了離子交換和原位插層法

4、制備了一種改性蒙脫土（M-MMT）。M-MM T具有剝離結(jié)構(gòu)并且其層間含有N i2+和三聚氰胺甲醛樹(shù)脂。系統(tǒng)研究了M-MMT對(duì)成炭劑CYM膨脹阻燃PP的協(xié)效作用。研究結(jié)果表明，在添加3wt%的M-MMT和16wt%的IFR時(shí)就可以阻燃PP通過(guò)V-0級(jí)別，然而單獨(dú)添加需在25wt%以上，另外，過(guò)多添加 M-MM T會(huì)導(dǎo)致阻燃性能變差。TGA測(cè)試表明試M-MMT的引入促進(jìn)了PP/IFR在低溫時(shí)的分解，卻大大提高了在高溫時(shí)的成炭量。錐形量熱實(shí)

5、驗(yàn)(Cone)看出，M-MMT的加入降低了熱釋放速率（PHR）和熱放總量（THR）,促進(jìn)了膨脹性炭層的生成以及提高了最后的殘?zhí)苛俊Ｍㄟ^(guò)掃面電鏡(SEM)分析了炭層微觀形貌，M-MM T使得炭層外部結(jié)構(gòu)變的疏松微孔，過(guò)多添加反而致使炭層塌陷。然而正是由于這種內(nèi)部膨脹外部微孔的炭層結(jié)構(gòu)給基體提供較好的保護(hù)作用。炭層紅外表明，M-MMT并沒(méi)有破壞原始炭層的化學(xué)結(jié)構(gòu)?？偟膩?lái)說(shuō)，M-MM T的添加提高了殘?zhí)苛亢透纳屏顺商抠|(zhì)量，使得阻燃效率有所提升