成炭型有机大分子/层状无机物复合成炭剂的制备及应用研究

层状无机物在聚合物基体中易团聚,限制了其在聚合物材料中的规模化应用。本工作通过将有机改性蒙脱土(OMMT)与一种具有超支化结构的磷氮大分子化合物HTPPP(以三嗪结构为基础,通过焦磷酸结构连接)在醇水体系中混合溶胀,再经过高温脱水,制备成HTPPP插层、剥离的OMMT成炭型有机大分子/层状无机物复合成炭剂(HTPPP-OMMT)。XRD测试表明层状结构的OMMT能够在HTPPP中被完全剥离。OMMT的复合降低了HTPPP的水溶性,并提高了其热稳定性。将有机/无机复合成炭剂HTPPP-OMMT作为单组分无卤膨胀阻燃剂应用于聚丙烯(PP),阻燃测试表明HTPPP-OMMT复合成炭剂的阻燃效率高于HTPPP。这是由于其在材料燃烧过程中能够催化形成更加致密的膨胀多孔炭层,而炭层在高温下的热氧稳定性更好。此外,有机/无机复合改善了HTPPP-OMMT在PP的相容性,能提高材料的力学和耐析出性能。

不饱和树脂中阻燃稀释交联剂替代挥发性苯乙烯

不饱和树脂(UPR)的易燃性和其苯乙烯稀释剂的毒性、挥发性给其带来严重的安全隐患.本文合成了三种不同含磷结构的非挥发性阻燃稀释交联剂(PBHA、POHA和PSHA),在完全取代苯乙烯的同时为UPR带来极好的阻燃性能.其结构通过FTIR和NMR(^(1)H,^(31)P)表征.通过挥发性、黏度、固化动力学和凝胶含量测试,评估其作为阻燃稀释交联剂的可能性.同时,比较不同磷结构对UPR阻燃性能的影响.当使用PBHA时, UP/PBHA在UL-94测试中达到V0级别,其LOI为28%.与苯乙烯稀释的UPR材料相比, UP/PBHA的热释放速率峰值(PHRR)和总热释放(THR)分别降低64.06%和61.54%.当PBHA稀释的UPR树脂用于玻纤增强复合材料时(GF/UP/PBHA),其同样达到V0级别,并且LOI高达38%.同时,通过热稳定性、热降解过程和燃烧过程研究发现PBHA阻燃稀释交联剂是以气相捕捉H·和HO·自由基为主,以固相促进致密炭层形成隔绝氧与热辐射为辅的阻燃机理.