聚乳酸基聚磷酸酯改性复合材料的制备及其阻燃抑烟性能

摘要

由于聚乳酸(PLA)极易燃烧,并伴有严重的熔滴现象,严重阻碍了在包装、汽车、电气和电子工业等诸多领域的应用,为解决此问题,以PLA为基体,聚苯氧基磷酸-2-10-氢-9-氧杂-磷杂菲基对苯二酚酯(POPP)为阻燃剂,采用熔融共混热压法制备了不同含量的阻燃PLA复合材料。通过极限氧指数(LOI)、垂直燃烧(UL-94)测试、热重分析(TG)和锥形量热等方法研究了PLA复合材料的阻燃性和抑烟性能。结果表明:当POPP的添加量为4wt%时,PLA复合材料的垂直燃烧可达到V-0级,极限氧指数为34.8%。与纯PLA相比,POPP/PLA-4的烟雾释放速率和总烟释放量分别下降了85.83%和77.65%,极大地改善了PLA材料的抑烟性能。此外,对锥形量热测试后的残炭微观结构和热降解行为分析表明,POPP在PLA燃烧过程中的阻燃机制以气相为主、凝聚相为辅。POPP热降解释放出·PO和·PO_(2)自由基,与·H和·OH结合终止气相燃烧循环;在凝聚相中,POPP促进PLA分子间交联成炭,表面形成连续且致密的炭层,提高基材的阻燃性能。