新型三嗪类成炭剂在膨胀型阻燃聚丙烯中的使用

新型三嗪类成炭剂在膨胀型阻燃聚丙烯中的使用

聚丙烯（PP）因为优良的综合性能而被广泛运用，缺陷是其易燃性性，传统的上，金属氢氧化物因较高的添加量影响到材料加工与力学特性，传统的卤化阻燃剂效率高但具有环境污染问题。膨胀型阻燃剂（IFR）因无卤，毒性低，产烟量少，阻燃功效高的优势而广泛运用于易燃性聚合物的阻燃领域。

科研人员授针对传统的IFR体系中季戊四醇（PER）吸水性、易迁移等缺陷，以三聚氰胺和亚烷基二胺为原材料，水为唯一溶剂（环保安全）共聚合成三种新型三嗪型成炭发泡剂（M2-CFA，M4-CFA和M6-CFA）。并制取环状产物944-by，分別将他们对聚丙烯材料完成阻燃研究，并探究分析CFA对PP复合材料的阻燃性能的影响。研究人员对CFA等合成物的耐热稳定性完成分析，结果显示，M4-CFA展现出最佳的耐热稳定性，次之是M2-CFA和M6-CFA，而944-by耐热稳定性很差。M4-CFA的最大质量损失速率远小于其他试样，700℃时残炭率能到26.8％，远远高于其他试样，展示出优良的成炭能力。

将CFA等合成物分別熔融共混，添加到PP制取复合材料，并对复合材料耐热稳定性研究分析，结果显示PP-3（添加M4-CFA）耐热稳定性最佳，25%添加量的条件下残碳量可达21.23%。

接着研究人员对复合材料的燃烧特性完成评估：将APP与CFA按质量比2：1制取M4-CFA复配添加制取PP3，展示出最佳的阻燃功效。LOI可实现35.5％，UL-94测试实现V-0等级。PP3的优良的阻燃性能可归功于M4-CFA的高耐热稳定性和优良的成炭功效，易生成膨胀碳层。另外，PP2和PP4也展示比较好的阻燃性，但比不上PP3，PP2和PP4的LOI分別为31.9%和34.3％，UL-94测评等级均是V-0等级。

在最后，研究人员运用XRD，拉曼光谱和扫描电子显微镜等对复合材料燃烧后的残炭形貌、微观结构等完成分析，进而对阻燃机理完成呈现。M4-CFA等燃烧后易生成致密厚实的炭层，另外，对炭层的化学成分分析看到，PP3在燃烧过程中可生成带有P-O-C和P-N键的高石墨化程度的芳香族炭层。上述情况表明，PP2，PP3和PP4阻燃性能的一些差异性取决于不同烷基链长的二胺类CFA，表明不同烷基链长的CFAs对PP复合材料阻燃性能有很大影响。

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