羧基纤维素成炭剂用于环氧树脂膨胀阻燃机理研究

摘要

再生亚麻纤维素(LF)具有更低的吸水率和更高的阻燃性能3,4,其分子组成为(C6H12O5)n,由β-葡萄糖苷键与脱水D-六环葡萄糖所组成的线形多糖,能发生诸如纤维素的酯化、醚化、氧化、接枝共聚等化学反应5,6.其中氧化再生亚麻纤维素(OLF)是一种常见的改性方式,不仅可以改变纤维素的结构,赋予氧化再生亚麻纤维素新的功能,还可以利用氧化后生成众多亚麻纤维衍生物,对亚麻纤维进行功能化的改性,大大拓展了亚麻纤维的应用范围[1-3].采用过氧化氢氧化制备羧基纤维素(ORC)与聚甲醛包覆APP(MFAPP)协同阻燃EP,与季戊四醇(PER)和再生纤维素为成炭剂体系相比,锥形量热测试后残炭量提高了200％,总热释放量(THR)和烟释放量(TSP)降低40％以上.这种仅因成炭剂改变而引起EP/IFR体系中膨胀率、炭层塑性和熔体强度提高和EP燃烧过程烟、热释放量降低的机理未明确.在绿色环保和可持续性发展为时代主题的背景下,研究ORC等新型成炭剂膨胀阻燃EP/IFR机理,探索膨胀炭层新形态,对膨胀阻燃机制的深入理解和实现膨胀行为的新途径具有重要意义.