有机蒙脱土协同壳聚糖基膨胀型阻燃剂阻燃聚乳酸研究

摘要

为改善聚乳酸的阻燃性能,利用植酸改性壳聚糖（PAMC）与三聚氰胺磷酸盐（MPP）复配得到一种新型膨胀型阻燃剂（IFR）体系,并将有机蒙脱土（OMMT）作为协效剂,通过熔融共混法制备阻燃聚乳酸（PLA）复合材料（PLA/PAMC/MPP/OMMT）。通过极限氧指数（LOI）、锥形燃烧量热（CONE）测试、垂直燃烧法（UL-94）和热重分析（TGA）测试分析复合材料的阻燃性能、燃烧性能和热稳定性能。采用扫描电镜（SEM）和X-射线光电子能谱（XPS）对复合材料的炭渣进行分析,研究了OMMT与PAMC/MPP在PLA复合材料中的阻燃协效作用。结果表明：与纯PLA相比,添加质量分数为25%的PAMC/MPP后,PLA2的LOI值、UL-94等级和800℃时的残炭量分别由21、NR和0.61%增至27.5、V-1级和17.28%,HRR曲线的峰值（PHRR）和总热释放量（THR）值分别由533.5 k W/m~2和81.7 MJ/m~2下降至270.2 k W/m~2和63.7 MJ/m~2。当添加质量分数为0.5%的OMMT后,PLA3的LOI值和残炭量继续增加至30.0和18.58%,PHRR和THR值进一步下降至251.6 k W/m~2和60.6 MJ/m~2,UL-94等级达到V-0级,且熔融滴落现象消失。OMMT与PAMC/MPP之间存在较好的协同效应,可有效改善PLA复合材料的阻燃性能,本研究结果可为制备绿色阻燃PLA复合材料提供理论依据。