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热塑性聚氨酯弹性体(TPU)是由异氰酸酯和多元醇共聚合而成的聚合物,是一种介于橡胶和塑料之间的一种弹性材料。TPU具有耐磨性高、强度高等优越性能,在许多领域都有应用前景。然而,TPU易燃并且燃烧过程中会释放大量的热量和烟气,对人和环境带来损害,因此,十分有必要提高TPU的阻燃性。为了解决传统阻燃剂污染环境,效率低等缺陷,发展无卤,高效,添加量低的新型阻燃剂成为当下主要趋势。本文针对以上问题,分别以富马酸(FA)、富马酸亚铁(FF)、富马酸一钠(MF)以及FA/聚磷酸铵(APP)作为阻燃剂,制备阻燃TPU复合材料。通过极限氧指数测试(LOI),锥形量热仪测试(CCT),烟密度测试(SDT),热重分析测试(TG),热重-红外联用测试(TG-IR)研究富马酸及其盐生物对TPU复合材料阻燃性能。在TPU/FA体系中,CCT测试表明,与纯TPU相比,添加2.0 wt%富马酸的样品(FA-4)的热释放速率峰值(pHRR)降低了50.8%,烟释放速率峰值(pSPR)降低了59.2%,烟因子(SF)降低了75.2%,炭层表面更加致密;TG结果显示,FA可以提高最终的质量剩余并降低TPU的热分解速率峰值;TG-IR结果表明,在TPU的热分解进程中,添加FA的TPU可在较低的温度下释放出H2O、CO2等不燃性气体,并减少有毒气体的释放。在TPU/FF体系中,CCT测试表明,与纯TPU相比,添加2.0 wt%富马酸亚铁的样品TPU4的pSPR降低了66.7%,SF降低了80.4%,其呈现更加优异的抑烟效果;TG结果表明,样品TPU4的残余炭含量达到14.7%,较纯TPU提高了40.8%。在TPU/MF体系中,CCT测试表明,较纯TPU,样品MF-4(2.0wt%)的pHRR降低了63.9%,总烟释放(TSR)降低了46.7%,SF降低了73.3%;TG-IR结果表明,含有MF的TPU可在较低温度下脱水成炭,延缓TPU的分解过程。在TPU/APP/FA体系中,CCT测试表明,添加FA0.5wt%和1.5wt%APP的样品TPU/APP/FA-0.5的pHRR为205.0kW/m2,较样品TPU/APP进一步下降了29.5%;SDT结果表明,TPU/APP/FA-0.5最终的光通量为24.5%,较样品TPU/APP提升了18.9%,数据表明FA协效APP可进一步提高TPU的阻燃性能,两者具有一定的协同阻燃作用。