磷酸鋯在膨脹型阻燃聚丙烯中的協(xié)同阻燃效果研究

PP是五大通用塑料之一，但由于其容易燃燒，且燃燒速率快，并伴有熔滴現(xiàn)象，容易引起火災(zāi)，故賦予其阻燃性能是十分重要和必要的。早期的阻燃方法是在PP中添加含鹵阻燃劑(如十溴二苯醚(DBDPO)、八溴醚(TBAB)等)，但添加含鹵阻燃劑制成的阻燃PP在燃燒發(fā)揮效能的同時會釋放出污染環(huán)境、有害人體健康的煙和腐蝕性氣體，這些腐蝕性氣體對建筑物及設(shè)備的破壞甚至超過火災(zāi)本身。所以無鹵阻燃改性PP成為近年來研究和開發(fā)的熱點。研究表明，PP燃燒后的成炭量幾乎為零，對PP進行成炭阻燃最簡單的方法是添加成炭阻燃劑。而提高PP燃燒時的成炭量和成炭效率是提高PP阻燃性能的關(guān)鍵。催化成炭阻燃體系被認為是最有實用前景的幾種高效阻燃體系之一。Lewin等認為金屬氧化物與APP／PER阻燃劑在膨脹型阻燃PP中顯示出良好的阻燃協(xié)效作用，可顯著提高材料的阻燃性。加入金屬氧化物后，材料的熱氧化降解發(fā)生改變，提高PP燃燒后的成炭率，形成穩(wěn)定的保護炭層，是提高材料阻燃性能的主要原因。孔慶紅等發(fā)現(xiàn)PP納米復(fù)合材料燃燒后發(fā)泡明顯，并形成膨脹炭層。本實驗采用熔融共混法制備出膨脹型阻燃聚丙烯／磷酸鋯(PP／(IFR，ZrP))復(fù)合材料，詳細研究了其熱穩(wěn)定性和阻燃性能，并結(jié)合炭化產(chǎn)物的高分辯電鏡和拉曼光譜分析，初步討論了阻燃協(xié)效機理。結(jié)果表明，ZrP的加入不僅能促進PP在燃燒過程中自身成炭，形成石墨結(jié)構(gòu)以提高聚合物的阻燃性能，而且在PP／IFR阻燃體系中能起到協(xié)效阻燃的作用。