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微量元素在膨胀型阻燃聚丙烯中的协同作用

胡英超  
【摘要】: 随着对环境和人类生命的极度关注,一些产生二次污染的阻燃剂已经不符合环境发展的要求。而膨胀型阻燃剂作为上世纪70年代发展起来新型阻燃剂具有抑烟,低毒,防滴落等优良特性,这使它广泛应用于聚丙烯(PP)的阻燃。含有这类阻燃剂的高聚物受强热或燃烧时,表面能生成一层均匀的多孔炭质泡沫层。该泡沫层隔热,隔氧,抑烟,并防止产生熔滴,因而具有良好的阻燃功能。但膨胀型阻燃剂应用于聚丙烯也有它的缺点,如添加量增大会导致材料力学性能的恶化,因此减小阻燃剂的用量保持基材的拉伸强度,流动性,弹性等物理性能是现在阻燃剂应用领域急需解决的一个问题。KDIFR是本实验室多年研究出的一种性能良好的膨胀型阻燃剂,本文研究了不同微量元素之间的协同作用,用以提高KDIFR的阻燃效果用于聚丙烯的阻燃。研究结果如下: 1. KDIFR用于聚丙烯的阻燃提高了剩碳率,降低了热释放量,对聚丙烯阻燃效果明显,有明显的抑烟作用,将PP的聚烯烃类燃烧转化成纤维类燃烧。硼元素的引入虽然促进整个阻燃体系的降解,降低了剩碳率,但促进了聚烯烃类燃烧向纤维类燃烧的转变。 2.硼元素和铝元素由于不同的阻燃机理,两者之间在阻燃体系中发挥协同作用降低了KDIFR在高温区的降解速率,提高了剩碳率;而且显著降低了PP/KDIFR在燃烧过程中的热释放速率,释热总量,CO、C02和烟释放量等;阻燃效果显著增强。 3.硼-铜之间的协同作用在燃烧前期的阻燃作用效果明显,能够降低前期的热释放速率,释热总量等,而且在整个燃烧过程中有明显的抑烟作用。虽然两者之间的协同作用所产生的阻燃效果低于硼-铝之间的协同作用所产生的阻燃效果,但对聚丙烯的阻燃仍然具有指导意义。


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