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近年来随着聚丙烯越来越多的用于汽车、电器等工业,其阻燃性变得十分重要。对于燃烧时有熔滴滴落的聚烯烃,常用溴化物与氧化锑并用作为阻燃剂,随着要求降低阻燃材料燃烧生烟量及有毒气体量的呼声日高,使卤素阻燃剂的应用越来越受到限制。 膨胀型阻燃剂由于其无卤、低烟、防溶滴等优点,日益受到人们的重视。目前所研究的膨胀型阻燃剂多以聚磷酸铵(APP)为基,而APP存在易迁出、易吸潮、热分解温度低等缺点,这使其应用受到限制。本文针对这些缺点,用三聚氰胺(MEL)改性APP,以期解决上述问题。 本文重点研究了MEL与APP的反应机理、动力学以及所得产物的性能。用红外和元素分析方法考察不同条件下APP和MEL的反应程度,分析了时间、温度、配比对反应的影响,结合改性前后阻燃剂的分子结构、粒径、水溶性得出MEL和APP的最佳反应条件为:MEL与APP重量比0.5、反应温度260℃、反应时间2小时。 本文还建立了MEL与APP反应的表观动力学模型,得到反应表观活化能Ea=47.8KJ/mol,指前因子A=5.42×106s-1,反应级数分别为1(APP)和2(MEL)。 另外,TGA数据表明改性后APP热稳定性提高,初始分解温度由170℃升到改性后300℃,能满足塑料加工要求;XPS结果显示APP加热后晶型由原来的Ⅰ型变成Ⅰ、Ⅱ型混合物; 本文将改性的APP与季戊四醇(PER)复配成阻燃剂,用有机高分子作为相容剂,将其用于聚丙烯中。以氧指数法(LOI)和水平燃烧法作为考查阻燃性能的手段,研究表明阻燃剂对聚丙烯阻燃效果明显,添加30%可以使聚丙烯的LOI值达到30以上,满足UL94V—0标准, 结合TG和DTG的方法对阻燃聚丙烯热性能进行探讨,阻燃体系同时在气相和凝固相起作用,改性的阻燃剂相对没有改性的阻燃剂来说,具有更优异的残碳率和热稳定性。 对阻燃聚丙烯力学性能的研究表明,阻燃剂的添加使PP的拉伸性能和抗冲