新型單分子膨脹阻燃劑的合成及阻燃聚乙烯
關鍵詞：單分子膨脹阻燃劑 阻燃 聚乙烯 熱降解
摘要：本文通過甲基膦酸和無水哌嗪反應制備中間體二甲基膦酸哌嗪,將其與新戊二醇進行酯化反應,制備出新型單分子膨脹阻燃劑甲基膦酸-哌嗪-新戊二醇齊聚物(MPPNGO),通過傅里葉紅外光譜(FTIR)對其結構進行了表征。通過熱重分析(TGA)對阻燃劑MPPNGO的熱穩定性及成炭性能進行了表征。測試結果表明,合成物MPPNGO的起始分解溫度為233.1℃,在600oC時的殘炭量為12 wt%,表明MPPNGO具有良好的熱穩定性,可以滿足聚乙烯(PE)的加工要求。將阻燃劑MPPNGO添加到PE中制備阻燃PE材料。通過極限氧指數(LOI)和垂直燃燒(UL-94)對材料的阻燃性能進行了表征;通過TGA對阻燃PE的熱降解行為進行了分析,通過FTIR對阻燃PE的殘炭進行了分析。結果表明:當MPPNGO添加17 wt%時,3.2mm的樣品達到了UL-94 V-0級,LOI為23.7%,表明MPPNGO阻燃性能優異。TGA測試表明:MPPNGO的加入促進了材料的提前降解和成炭,提高了材料在高溫時的熱穩定性。殘炭的FTIR測試表明,阻燃PE材料燃燒后,阻燃劑中的磷以磷氧化物的形式留在了炭層中,起到了加固炭層的作用,有利于材料阻燃性能的提高。
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