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聚丙烯(PP)广泛应用于各个领域,包括建筑材料、封装材料及生活用品等,由于PP特别容易燃烧,且燃烧的时候有火焰滴落,因此会使得火势扩大造成救援困难,这就使得它在一些领域的应用受到了限制。所以对PP的阻燃性能进行改善是研究者们的关注点。随着人们对生存环境质量需求的提高,低烟、低毒的膨胀型阻燃体系(IFR)正在逐渐取代含卤素阻燃体系。IFR一般包括酸源、碳源和气源,虽然酸源在整个阻燃体系中起到了关键性作用,但是碳源在阻燃体系中的作用亦十分重要。传统成炭剂大多是小分子结构,具有易迁移到基体表面、与基体之间的相容性差,易吸潮等缺点。因此,为了改善小分子成炭剂的缺点,本文通过一步法合成了一种具有大分子结构的成炭剂。三聚氰胺(MEL)含有大量的N元素,4,4`-二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)中含C元素高,所以本文以MEL与MDI为原料在N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶剂中反应得到了三嗪类超支化聚脲成炭剂(MM)。用X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱分析(FTIR)、核磁共振氢谱分析(1H NMR)对新型成炭剂MM的化学结构进行了分析表征;用热重分析仪(TGA)和水接触角测试仪(WCA)对MM的热稳定性和亲疏水性进行了测试;用极限氧指数仪(LOI)和垂直燃烧测试仪(UL-94)及锥形量热测试仪(CONE)对PP/APP/MM复合材料的阻燃性能进行了测试;通过场发射扫描电子显微镜(fesem)和傅里叶红外光谱分析(ftir)对cone测试后炭层的微观形貌和化学结构进行了分析。结果表明:三嗪类超支化聚脲成炭剂mm的接触角达到了90℃,具有良好的疏水性;其初始分解温度能够达到250℃,符合聚丙烯的加工要求,避免了复合材料在加工过程中因其发生降解而降低其在成品中的阻燃性;当温度达到800℃时,mm的残存量达到40wt%,有利于提高mm在pp中的成炭效果。当添加质量分数为30wt%的app/mm(3:1)时,pp复合材料的loi从纯pp的18.0%升高到29.5%,并且通过了ul-94v-0级别,燃烧过程中无熔滴滴落;pp复合材料的热释放速率峰值(phrr)降到223kw/m2,总的热释放量(thr)降低到66mj/m2;燃烧后的炭层具有致密、连续的微观结构,能够阻隔氧气和可燃气体的传输,防止了火焰的进一步蔓延,因此pp复合材料具有良好的阻燃性;在燃烧的过程中,app与mm发生了交联反应,生成了p-o-c和p-n结构,在燃烧过程中苯环、三嗪环和磷酸均有利于炭层的形成,从而抑制了材料的进一步燃烧;pp/app/mm复合材料的拉伸强度能够达到34.19mpa,冲击强度也能达到3.45j/m2。与纯pp相比,力学性能并无明显下降。由此可知,三嗪类超支化聚脲成炭剂与app复配使用具有良好的协效阻燃作用,同时因其表面疏水而提高了与pp基体的相容性,从而获得了阻燃性能和力学性能双优的阻燃pp复合材料。