新型綠色成炭劑的制備以及成炭機理研究.pdf

1、膨脹阻燃劑(IFR)具有無鹵、低毒、低煙的優(yōu)點，是阻燃劑發(fā)展的一個重要方向。但 IFR還存在一些缺點，比如添加量較大、阻燃效率較低、易吸潮等，這限制了它的應(yīng)用范圍。因此，如何解決這些缺點成了擺在眾多學者前面的問題。為了解決這個問題，本文分別采用羥基磷灰石、磷腈微球(PZS)和磷腈微球催化劑(PZS-g-PMo)作為協(xié)效成炭劑，將其與IFR(APP/PER=3/1)復配后用于阻燃聚丙烯(PP)。采用極限氧指數(shù)(LOI)、垂直燃燒測試(UL

2、-94)對材料的阻燃性能進行了表征，采用熱失重分析對材料的降解過程進行了表征，采用掃描電鏡和 X射線光電子能譜對炭層的形貌和結(jié)構(gòu)進行了表征。并對各復合體系的阻燃機理進行了推測，具體敘述如下：
　　1）將羥基磷灰石(HAP)與IFR復合協(xié)同阻燃 PP，結(jié)果發(fā)現(xiàn)當加入0.5wt％的HAP和19.5wt%的PP時，阻燃效果最好，材料的極限氧指數(shù)達到了29.9%，垂直燃燒能夠通過 UL-94V-0級別，并且炭層的熱穩(wěn)定性較高，但HAP含量

3、增加后垂直燃燒級別又下降，這是由于 HAP的弱堿性影響了 IFR的成炭過程，降低了成炭效率。另外熱失重分析表明 HAP加入提高了 PP/IFR材料的熱穩(wěn)定性。
　　2）制備了 PZS，采用紅外光譜、熒光光譜和掃描電鏡對其結(jié)構(gòu)和形貌進行了表征，將其與IFR用于協(xié)同阻燃 PP，結(jié)果發(fā)現(xiàn) PZS提高了炭層對熱量的隔絕作用，能夠增強炭層的致密性，在加入0.5wt%的PZS和24.5wt%的IFR時，材料的極限氧指數(shù)達到31.1%，垂直燃燒

4、級別為UL-94V-0級，但增大PZS的含量后，材料的阻燃性能下降，說明提高 PZS含量不利于 IFR阻燃效率的提高。
　　3）將磷鉬酸接枝到 PZS表面，用以提高其催化活性，用紅外光譜、熒光光譜和掃描電鏡對其結(jié)構(gòu)和形貌進行了表征，將其與IFR用于協(xié)同阻燃 PP，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當 PZS-g-PMo質(zhì)量分數(shù)為0.5%，IFR質(zhì)量分數(shù)為19.5wt%時，樣品的極限氧指數(shù)達到了最高，為31.5%，垂直燃燒級別為UL-94V-1級，而不含