金屬氧化物對APP-PER-MA-PP阻燃體系阻燃性能影響研究.pdf

1、APP-PER-MA膨脹阻燃體系應(yīng)用在聚丙烯(PP)中具有良好的阻燃效果。協(xié)效劑的添加可以提高阻燃劑的阻燃效果，減少阻燃劑的用量，所以研究適用于膨脹阻燃體系的阻燃協(xié)效劑成為當(dāng)前阻燃研究的一個熱點。金屬氧化物(MO)對APP-PER-MA(IFR)阻燃體系具有協(xié)效作用，金屬氧化物作為協(xié)效阻燃劑在膨脹阻燃體系中應(yīng)用的報道越來越多，但是相關(guān)研究還很零散，沒有系統(tǒng)性，很難找到一般性的規(guī)律。在相同的實驗條件下，去研究不同金屬氧化物對APP-PER

2、-MA膨脹阻燃體系的協(xié)效作用，尋找它們作用的共同規(guī)律，對膨脹阻燃體系發(fā)展和應(yīng)用具有重要意義。
　　本文將五種金屬氧化物(Fe2O3、 MnO2、 CuO、ZnO、Ce2O3)分別加入到IFR阻燃體系稱為協(xié)效阻燃劑，五種金屬氧化物相對于IFR阻燃體系的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)各自分別為0％、2％、4％、6％、8％、10％。再以協(xié)效阻燃劑和純PP的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為3∶7的比例制成協(xié)效阻燃PP樣品。將上述協(xié)效阻燃PP樣品進(jìn)行極限氧指數(shù)和垂直燃燒實驗，發(fā)現(xiàn)

3、:
　　(1)加入質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為2％～6％的金屬氧化物（相對IFR）能提高IFR對PP的阻燃效果，加入質(zhì)量百分?jǐn)?shù)超過8％的金屬氧化物反而會降低IFR對PP的阻燃效果;
　　(2)加入質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為2％的金屬氧化物阻燃PP樣品就能達(dá)到較好的阻燃效果。將金屬氧化物添加量相對質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為2％的協(xié)效阻燃劑進(jìn)行熱重分析實驗，發(fā)現(xiàn)Ce2O3促進(jìn)了IFR成炭，明顯增加了殘?zhí)苛?MnO2和CuO對成炭幾乎沒有影響，協(xié)效作用不明顯;Fe2O3和Z

4、nO提前了IFR膨脹成炭，減少了IFR高溫分解后殘?zhí)苛俊⒔饘傺趸锵鄬|(zhì)量百分?jǐn)?shù)為2％的協(xié)效阻燃PP樣品進(jìn)行熱重分析并計算其活化能，結(jié)果發(fā)現(xiàn)Ce2O3和CuO提高了IFR阻燃PP熱降解活化能，MnO2對IFR阻燃PP降解活化能沒有太大影響，而ZnO則是降低了IFR阻燃PP熱降解的活化能。
　　對Ce2O3-IFR-PP熱降后解磷含量的測定，發(fā)現(xiàn)添加2％的Ce2O3即可達(dá)到很好的協(xié)效阻燃效果，過多的添加將造成膨脹阻燃體系中磷的流失

5、，使膨脹阻燃體系受到破壞。對Ce2O3相對IFR質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為2％的協(xié)效阻燃PP在不同溫度下的熱降解的炭層進(jìn)行掃描電鏡分析和能譜分析其中C、O、N、P、Ce元素的含量，得出Ce2O3協(xié)效阻燃IFR-PP的降解機(jī)理可能是:添加Ce2O3能夠催化APP交聯(lián)并且形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)能起到穩(wěn)定APP從而降低含磷組分的損失的作用，同時適當(dāng)?shù)娜S結(jié)構(gòu)會導(dǎo)致炭層結(jié)構(gòu)更加緊密、穩(wěn)定。但是當(dāng)IFR-PP體系中添加過量的Ce2O3時，這將會導(dǎo)致APP過