ZIF-8基阻燃体系构建及其对PET的阻燃性能影响

杨菲菲; 肖杨; 高嘉祥; 董振峰; 王锐; 朱志国

doi:10.16454/j.cnki.issn.1001-0564.2025.02.008

北京服装学院学报（自然科学版） ›› 2025, Vol. 45 ›› Issue (02) : 62 -69. DOI: 10.16454/j.cnki.issn.1001-0564.2025.02.008

ZIF-8基阻燃体系构建及其对PET的阻燃性能影响

杨菲菲, 肖杨, 高嘉祥, 董振峰, 王锐, 朱志国

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摘要

壳聚糖(CS)是一种源于甲壳素的天然多糖，富含碳和氮元素，具有作为阻燃剂中碳源/气源的潜质。本文探讨了CS与磷系阻燃剂2-羧乙基苯基次磷酸(CEPPA)反应生成的盐(CP),通过溶解-沉积法将其包覆于金属有机框架材料ZIF-8(Z)表面，制备出一种新型的包覆型膨胀阻燃剂(Z@CP)。采用熔融共混法，制备出PET/Z@CP复合物样品，并通过极限氧指数仪(LOI)、垂直燃烧测试仪、锥形量热仪、扫描电子显微镜、拉曼光谱仪等对复合物的燃烧行为及残炭结构进行分析，以揭示Z@CP的阻燃机理。研究结果表明，PET/2%Z@CP的LOI值达到30%,比纯PET的LOI值增加了36.4%;PET/4%Z@CP的LOI值为28%,热释放速率峰值(pHRR)降低了48.9%,CO释放量(COP)降低了56.0%。通过分析燃烧残余物的微观形貌和拉曼光谱测试结果，证明了Z@CP的加入有利于复合物形成致密性和石墨化程度更高的炭结构，可提高材料的热阻隔性和氧阻隔性，同时高温时生成了含氮的惰性不可燃气体，抑制了聚合物的燃烧，实现了气相和凝聚相的协同，提高了复合材料的安全性。