纳米磷酸锆修饰大分子成炭剂的合成及其催化成炭阻燃聚丙烯的研究

【作者】 谢华理； 赖学军； 李红强； 曾幸荣；

【机构】 华南理工大学；

【摘要】 催化聚丙烯(PP)参与成炭反应被认为是提高膨胀型阻燃剂(IFR)阻燃效率的有效途径。为了制备一种对PP具有优异催化成炭阻燃功能的IFR,本论文设计合成了一种纳米磷酸锆修饰大分子成炭剂(ZrP-MCA),将其与聚磷酸铵(APP)复配对PP进行阻燃研究,并探讨了该体系对PP的催化成炭阻燃机理。研究结果表明,当阻燃剂总用量为20.0wt%,且ZrP-MCA与APP质量比为1:3时,阻燃PP的极限氧指数(LOI)从纯PP的18.0%提高到了32.5%,测试过程中火焰仅持续了32s就发生自熄,并且垂直燃烧测试达到了UL-94 V-0级。ZrP-MCA/APP阻燃PP的可能机理是:ZrP首先通过催化MCA在其表面快速成炭,将熔融的膨胀炭层分隔形成无数个微纳尺寸的封闭炭笼。PP的降解产物被困于炭笼之中,被ZrP的Lewis酸点(Zr4+)捕捉并进一步被其Br?nsted酸点(H+)催化生成热稳定的炭物质。更多还原