单分子膨胀型阻燃剂提升聚丙烯阻燃性能研究

摘要

聚丙烯（PP）的易燃性限制了其在有安全需求场合的应用，提升其阻燃性能是拓展其应用范围的关键.本研究通过采用原料三氯氧磷、季戊四醇磷酸酯（PEPA）和无水哌嗪自制的单分子膨胀型阻燃剂PPOPEPA与聚磷酸铵复配，制备了阻燃性能优异的聚丙烯复合材料.实验结果表明，当PPOPEPA与聚磷酸铵总添加量为30%、质量比为1∶2时，阻燃PP的极限氧指数（LOI）达到34%,UL-94垂直燃烧等级为V-0，且残炭量显著提升至16.7%.热重分析显示，复配体系使阻燃PP的初始分解温度提高了18°C，最大热分解速率温度向高温区偏移33°C.锥形量热测试显示：复配阻燃剂加入后，使材料的热释放速率峰值（PHRR）和总热释放量（THR）分别降低了68.0%和19.2%，同时烟释放速率（SPR）和总烟释放量（TSP）显著下降.扫描电镜证实，APP与PPOPEPA协同形成致密连续的炭层，有效阻隔热氧传递.该研究为开发高效环保的聚丙烯阻燃体系提供了理论支持.

关键词

聚丙烯 / 膨胀型阻燃剂 / 聚磷酸铵 / 阻燃性能 / 热释放速率 / 残炭层