新型三嗪類成炭劑在膨脹型阻燃聚丙烯中的使用

聚丙烯（PP）因?yàn)閮?yōu)良的綜合性能而被廣泛運(yùn)用，缺陷是其易燃性性，傳統(tǒng)的上，金屬氫氧化物因較高的添加量影響到材料加工與力學(xué)特性，傳統(tǒng)的鹵化阻燃劑效率高但具有環(huán)境污染問題。膨脹型阻燃劑（IFR）因無鹵，毒性低，產(chǎn)煙量少，阻燃功效高的優(yōu)勢而廣泛運(yùn)用于易燃性聚合物的阻燃領(lǐng)域。

科研人員授針對傳統(tǒng)的IFR體系中季戊四醇（PER）吸水性、易遷移等缺陷，以三聚氰胺和亞烷基二胺為原材料，水為唯一溶劑（環(huán)保安全）共聚合成三種新型三嗪型成炭發(fā)泡劑（M2-CFA，M4-CFA和M6-CFA）。并制取環(huán)狀產(chǎn)物944-by，分別將他們對聚丙烯材料完成阻燃研究，并探究分析CFA對PP復(fù)合材料的阻燃性能的影響。研究人員對CFA等合成物的耐熱穩(wěn)定性完成分析，結(jié)果顯示，M4-CFA展現(xiàn)出最佳的耐熱穩(wěn)定性，次之是M2-CFA和M6-CFA，而944-by耐熱穩(wěn)定性很差。M4-CFA的最大質(zhì)量損失速率遠(yuǎn)小于其他試樣，700℃時(shí)殘?zhí)柯誓艿?6.8％，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他試樣，展示出優(yōu)良的成炭能力。

將CFA等合成物分別熔融共混，添加到PP制取復(fù)合材料，并對復(fù)合材料耐熱穩(wěn)定性研究分析，結(jié)果顯示PP-3（添加M4-CFA）耐熱穩(wěn)定性最佳，25%添加量的條件下殘?zhí)剂靠蛇_(dá)21.23%。

接著研究人員對復(fù)合材料的燃燒特性完成評估：將APP與CFA按質(zhì)量比2：1制取M4-CFA復(fù)配添加制取PP3，展示出最佳的阻燃功效。LOI可實(shí)現(xiàn)35.5％，UL-94測試實(shí)現(xiàn)V-0等級。PP3的優(yōu)良的阻燃性能可歸功于M4-CFA的高耐熱穩(wěn)定性和優(yōu)良的成炭功效，易生成膨脹碳層。另外，PP2和PP4也展示比較好的阻燃性，但比不上PP3，PP2和PP4的LOI分別為31.9%和34.3％，UL-94測評等級均是V-0等級。

在最后，研究人員運(yùn)用XRD，拉曼光譜和掃描電子顯微鏡等對復(fù)合材料燃燒后的殘?zhí)啃蚊?、微觀結(jié)構(gòu)等完成分析，進(jìn)而對阻燃機(jī)理完成呈現(xiàn)。M4-CFA等燃燒后易生成致密厚實(shí)的炭層，另外，對炭層的化學(xué)成分分析看到，PP3在燃燒過程中可生成帶有P-O-C和P-N鍵的高石墨化程度的芳香族炭層。上述情況表明，PP2，PP3和PP4阻燃性能的一些差異性取決于不同烷基鏈長的二胺類CFA，表明不同烷基鏈長的CFAs對PP復(fù)合材料阻燃性能有很大影響。

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