微量元素在膨胀型阻燃聚丙烯中的协同作用

摘要

随着对环境和人类生命的极度关注，一些产生二次污染的阻燃剂已经不符合环境发展的要求。而膨胀型阻燃剂作为上世纪70年代发展起来新型阻燃剂具有抑烟，低毒，防滴落等优良特性，这使它广泛应用于聚丙烯(PP)的阻燃。含有这类阻燃剂的高聚物受强热或燃烧时，表面能生成一层均匀的多孔炭质泡沫层。该泡沫层隔热，隔氧，抑烟，并防止产生熔滴，因而具有良好的阻燃功能。但膨胀型阻燃剂应用于聚丙烯也有它的缺点，如添加量增大会导致材料力学性能的恶化，因此减小阻燃剂的用量保持基材的拉伸强度，流动性，弹性等物理性能是现在阻燃剂应用领域急需解决的一个问题。KDIFR是本实验室多年研究出的一种性能良好的膨胀型阻燃剂，本文研究了不同微量元素之间的协同作用，用以提高KDIFR的阻燃效果用于聚丙烯的阻燃。研究结果如下：
　　 1 KDIFR用于聚丙烯的阻燃提高了剩碳率，降低了热释放量，对聚丙烯阻燃效果明显，有明显的抑烟作用，将PP的聚烯烃类燃烧转化成纤维类燃烧。硼元素的引入虽然促进整个阻燃体系的降解，降低了剩碳率，但促进了聚烯烃类燃烧向纤维类燃烧的转变。
　　 2硼元素和铝元素由于不同的阻燃机理，两者之间在阻燃体系中发挥协同作用降低了KDIFR在高温区的降解速率，提高了剩碳率；而且显著降低了PP/KDIFR在燃烧过程中的热释放速率，释热总量，CO、CO2和烟释放量等；阻燃效果显著增强。
　　 3硼-铜之间的协同作用在燃烧前期的阻燃作用效果明显，能够降低前期的热释放速率，释热总量等，而且在整个燃烧过程中有明显的抑烟作用。虽然两者之间的协同作用所产生的阻燃效果低于硼-铝之间的协同作用所产生的阻燃效果，但对聚丙烯的阻燃仍然具有指导意义。