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以磷、氮为代表的三嗪类膨胀型阻燃剂,由于其无卤、低烟、低毒,对光和热稳定,阻燃效果佳且廉价等优点越来越广泛地应用于各个领域当中。本文以氮-磷膨胀型阻燃剂的开发为出发点,主要对其展开了复配型膨胀阻燃剂和单分子膨胀阻燃剂的合成及其应用两方面的研究。一、以多聚磷酸为酸源、季戊四醇为炭源、三聚氰胺为气源合成了膨胀型阻燃剂季戊四醇多聚磷酸酯三聚氰胺盐(MPP),采用浆内添加+表面施胶两步法,对比在增强剂阳离子淀粉(CS)、助留剂CPAM(阳离子聚丙烯酰胺)体系中不同MPP用量对纸张物理性能和阻燃性能的影响。通过LOI(极限氧指数测试)、TGA(热重分析)和SEM(扫描电镜)等对纸张阻燃性能进行了表征。结果表明:相对于空白纸样,添加有3%阳离子淀粉+1%CPAM+30%MPP(绝干浆)的纸张LOI为33.3%,提高了48.7%;600℃时的成炭量由16.4%提高到43.5%;扫描电镜显示更多更大的发泡炭层在植物纤维表面生成。表明MPP具有良好的纸张阻燃性能,可以大幅提高纸张的阻燃性能,从而提高纸张的应用范围。二、以三聚氯氰、对羟基苯甲酸甲酯、水合肼为原料经两步反应合成了一种新型含氮阻燃剂4,4′,4〞-((1,3,5-三嗪)-2,4,6-三取代)三氧三苯甲酰肼(TNTN),并通过傅里叶红外光谱(FTIR)、核磁共振(NMR)、质谱以及元素分析对其表征。将合成的含氮阻燃剂TNTN与1-氧-4-羟甲基-2,6,7-三氧杂-1-磷杂双环[2.2.2]辛烷(PEPA)以不同配比制备膨胀型阻燃聚丙烯材料(IFR-PP)。通过极限氧指数(LOI)、垂直燃烧(UL-94)、热重分析(TGA)、锥形量热法(CONE)以及扫描电镜(SEM)对阻燃聚丙烯燃烧及热稳定性能进行表征。结果表明:IFR-PP同时具有良好的阻燃性及抗熔滴能力,当PEPA与TNTN的配比为2:1时,UL-94达到V-0级,LOI值达到了33.7%,表现出良好的阻燃性能。TGA测试表明:阻燃剂的加入使材料提前降解,同时提高了材料的成炭性能,在600℃时材料的残炭量由0.07%提高到了20.6%。CONE测试表明:相对于纯PP,经阻燃剂改性后的PP热释放率(HRR)和总热释放量(THR)均显著减少。SEM测试表明:阻燃剂的加入使PP在燃烧过程中形成膨胀、致密的炭层,很好的保护了下层材料,提高了聚丙烯材料的阻燃性能。