磷酸锆在膨胀型阻燃聚丙烯中的协同阻燃效果研究

PP是五大通用塑料之一,但由于其容易燃烧,且燃烧速率快,并伴有熔滴现象,容易引起火灾,故赋予其阻燃性能是十分重要和必要的。早期的阻燃方法是在PP中添加含卤阻燃剂(如十溴二苯醚(DBDPO)、八溴醚(TBAB)),但添加含卤阻燃剂制成的阻燃PP在燃烧发挥效能的同时会释放出污染环境、有害人体健康的烟和腐蚀性气体,这些腐蚀性气体对建筑物及设备的破坏甚至超过火灾本身。所以无卤阻燃改性PP成为近年来研究和开发的热点。研究表明,PP燃烧后的成炭量几乎为零,对PP进行成炭阻燃最简单的方法是添加成炭阻燃剂。而提高PP燃烧时的成炭量和成炭效率是提高PP阻燃性能的关键。催化成炭阻燃体系被认为是最有实用前景的几种高效阻燃体系之一。Lewin等认为金属氧化物与APPPER阻燃剂在膨胀型阻燃PP中显示出良好的阻燃协效作用,可显著提高材料的阻燃性。加入金属氧化物后,材料的热氧化降解发生改变,提高PP燃烧后的成炭率,形成稳定的保护炭层,是提高材料阻燃性能的主要原因。孔庆红等发现PP纳米复合材料燃烧后发泡明显,并形成膨胀炭层。本实验采用熔融共混法制备出膨胀型阻燃聚丙烯/磷酸锆(PP(IFRZrP))复合材料,详细研究了其热稳定性和阻燃性能,并结合炭化产物的高分辩电镜和拉曼光谱分析,初步讨论了阻燃协效机理。结果表明,ZrP的加入不仅能促进PP在燃烧过程中自身成炭,形成石墨结构以提高聚合物的阻燃性能,而且在PPIFR阻燃体系中能起到协效阻燃的作用。

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