高效膨脹阻燃聚丙烯材料的制備與性能研究.pdf

1、聚丙烯(PP)是一種通用型熱塑性樹(shù)脂，因其具有優(yōu)良的綜合性能而被人們廣泛應(yīng)用在生產(chǎn)生活的各個(gè)方面。但是聚丙烯屬于易燃材料，這極大的限制了它的進(jìn)一步應(yīng)用。膨脹阻燃劑(IFR)具有低煙，無(wú)毒，無(wú)腐蝕性氣體，可重復(fù)使用等優(yōu)點(diǎn)。因此，新的膨脹阻燃體系不斷被開(kāi)發(fā)出來(lái)，用于聚丙烯的阻燃，成為目前聚丙烯阻燃劑研究與應(yīng)用的熱點(diǎn)。
　　本文使用本實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)合成的一種三嗪系高分子成炭發(fā)泡劑(CFA)，與聚磷酸銨(APP)及其他助劑復(fù)配成膨脹阻燃劑，用

2、于聚丙烯的阻燃，研究了影響PP-IFR材料阻燃性能的各種因素:APP與CFA的比例、協(xié)效劑如分子篩、稀土氧化物等的種類與用量、抗滴落劑的用量等。發(fā)現(xiàn)APP/CFA在4/1時(shí)效果最佳。4A、5A和H-Beta分子篩，各種稀土氧化物，二氧化硅，二氧化鈦等物質(zhì)都具有較好協(xié)效能力。這些物質(zhì)都能夠使20％IFR添加量的阻燃聚丙烯由垂直燃燒無(wú)級(jí)別提高到V0級(jí)。氧指數(shù)提高到33～35。且最佳含量都為IFR質(zhì)量的5％?？沟温鋭┰?.1％添加量下就能夠解

3、決大熔流指數(shù)聚丙烯阻燃材料燃燒時(shí)的熔滴現(xiàn)象，使材料由較低的阻燃級(jí)別提高到垂直燃燒V0級(jí)。
　　利用TGA、CONE、SEM等儀器對(duì)PP-IFR的熱降解行為、燃燒行為、炭層形貌等進(jìn)行了全面的評(píng)價(jià)和研究，結(jié)果顯示對(duì)聚丙烯進(jìn)行膨脹阻燃處理能夠大幅度降低材料在火災(zāi)中的危險(xiǎn)性。協(xié)效劑的加入能夠進(jìn)一步降低材料的熱和煙的釋放速率及總量，其中對(duì)煙釋放速率及釋放總量的降低效果更為明顯。研究還發(fā)現(xiàn)協(xié)效劑能夠催化促進(jìn)體系分解，提高PP-IFR體系最終的

4、成炭量，并有助于形成更加穩(wěn)定，致密的炭阻擋層，提高炭層強(qiáng)度，防止炭層破裂，從而達(dá)到更高的阻燃性能。
　　本文還將IFR用于阻燃不同型號(hào)的聚丙烯，對(duì)其性能進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)IFR對(duì)多種型號(hào)聚丙烯都具有優(yōu)異的阻燃效果，通常在20％阻燃劑添加量下就能夠使1.6mm樣條達(dá)到垂直燃燒UL-94 V0級(jí)，個(gè)別型號(hào)(K9020)在18％阻燃劑添加量條件下就能夠通過(guò)V0級(jí)。不同PP阻燃材料的氧指數(shù)在20％阻燃劑添加量時(shí)都能夠高于30％，在26％阻燃