膨胀型阻燃剂的制备及阻燃聚丙烯研究

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1、分类号：密级：学校代码：11078保密日期：学号：2111505013保密期限：广州大学硕士学位论文膨胀型阻燃剂的制备及阻燃聚丙烯研究黄思雯学科专业（领域）：________化学_______研究方向：__高分子化学与物理_论文答辩日期：___2018年5月30日___指导教师（签名）：___________________答辩委员会主席（签名）：___________________答辩委员会委员（签名）：____________________________________________________________________________分类

2、号：密级：学校代码：11078保密日期：学号：2111505013保密期限：广州大学硕士学位论文膨胀型阻燃剂的制备及阻燃聚丙烯研究黄思雯学科专业（领域）：________化学______研究方向：__高分子化学与物理_论文答辩日期：___2018年5月30日___指导教师（签名）：___________________答辩委员会主席（签名）：___________________答辩委员会委员（签名）：____________________________________________________________________________膨胀型阻燃

3、剂的制备及阻燃聚丙烯研究专业：高分子化学与物理硕士生：黄思雯指导教师：许家友副研究员摘要本论文就设计成炭剂的结构和协效阻燃聚丙烯（PP）等方面进行了研究：对四笼状磷酸酯成炭剂和三嗪成炭剂的合成、热稳定性、阻燃效果及机理进行了探究；并将埃洛石对三嗪阻燃剂的协效阻燃效果、阻燃的机理和力学性能等方面进行了探讨。本文的内容包含如下几个方面：（1）以1-氧基磷杂-4-羟甲基-2,6,7-三氧杂双环[2.2.2]辛烷（PEPA）、对苯二酚（C6H6O2）和三氯氧磷（POCl3）为原料，合成新型的成炭剂对苯二酚双[二（1-氧代-1-磷杂-2,6,7-三氧杂双环辛烷-4-亚甲基

4、）]磷酸酯（PBPP）。研究了PBPP的耐水性、与PP的相容性、热稳定性、最佳添加量和其与聚磷酸铵（APP）复配成阻燃剂后对聚丙烯的阻燃效果及阻燃机理。结果表明：PBPP比PEPA和季戊四醇（PER）在耐水性、与聚丙烯的相容性和热稳定性等方面上均有很大的提高。IFR（PBPP）、IFR（PEPA）和IFR（PER）的添加量分别为25wt.%，23wt.%和28wt.%。虽然IFR（PEPA）的添加量少于IFR（PBPP），但PEPA的耐水性、热稳定性与聚丙烯相容性等方面较PBPP欠缺，因此IFR（PBPP）也还是具有相当的市场价值。IFR（PBPP）燃烧后形成的

5、炭层相对IFR（PEPA）和IFR（PER）更为致密，具有更好的阻燃性。三种阻燃材料的阻燃机理大致相同，但因为PBPP自身的含碳量较另外两种成炭剂的含碳量高，因此燃烧后形成的炭层也更加的厚实。（2）以三聚氯氰（C3N3Cl3）、二胺等为原料，合成三嗪成炭剂。研究了三嗪成炭剂的耐水性、热稳定性、最佳添加量和其与APP复配成阻燃剂后对聚丙烯的阻燃效果及阻燃机理。结果表明：添加量为28wt.%的阻燃剂加入PP后，没有明显的吸潮性。三嗪成炭剂的初始分解温度高于聚丙烯的常用工业加工温I度，说明在工业加工聚丙烯中，三嗪成炭剂并未受热分解，仍能在加工过程中保持其稳定的兼具酸源

6、和炭源的结构性能。APP和三嗪成炭剂的最佳质量比为2:1。当阻燃剂的添加量均为28wt.%时，阻燃材料基本能达到UL-94V-0级。利用SEM和红外测试手段，对三嗪阻燃剂的阻燃机理进行探究。结果表明，在阻燃材料燃烧时，APP和三嗪成炭剂通过受热分解产生NH3，同时交联形成致密的炭层，分别从气相及凝聚相阻燃机理上进行阻燃。（3）用埃洛石作为协效剂，与三嗪阻燃剂协效阻燃聚丙烯，并对HNTs的添加量、阻燃效果、阻燃机理及力学性能等方面进行探究。结果表明：HNTs与三嗪阻燃剂具有协同的作用，能使三嗪阻燃剂在保持阻燃性能的同时减少三嗪阻燃剂的添加量。IFR为17wt.%，

7、HNTs为3wt.%时，阻燃能达到UL-94V-0级。分析HNTs对IFR协同阻燃的阻燃机理，认为HNTs能够和APP交联成炭，有助于在燃烧的时候快速于材料表面形成炭层或熔融态的物质，并且HNTs在炭层中能起到骨架支撑碳骨架的作用，在这两种相互作用下，使得加入HNTs的阻燃材料具有比原来单纯添加三嗪阻燃剂的阻燃材料更优异的阻燃性能。在阻燃体系中加入HNTs后，拉伸强度、断裂伸长率都有了相应的提高，并证明了HNTs的管状碳纤维结构能起到支撑基材的作用，所以HNTs能使阻燃材料的力学性能有一定的提高。关键词：成炭剂；膨胀型阻燃剂；埃洛石；协效阻燃；聚丙烯IIPrep

8、arationofInt