【正文】 為保證 AP 750阻燃劑的熱穩(wěn)定，同時獲得良好的分散及較高的擠出產率，可以采用“軟”的螺桿組合及側向添加阻燃劑的方式進行加工。 O1 / 2 H + SOH 1)(m )( H S O C 1 / 4 O + SOH m + C2 4 n 2424+24n242 ?? 膨脹阻燃機理 北京理工大學 物理膨脹阻燃體系基礎與應用 Twostage expansion: ? 160 oC。 TGA測試發(fā)現 PC/PPFBS體系的熱失重峰值溫度范圍變窄，有尖銳的微分熱失重峰出現，說明 PPFBS使 PC體系熱失重速率顯著加快，意味著 PPFBS強烈催化 PC交聯成炭，使 PC耐火焰的熱氧化穩(wěn)定性迅速上升。二是離子聚合物的形成是一個導致融體交聯的過程，交聯導致融體黏度增加，有利于穩(wěn)定熱分解初期所形成的膨脹泡孔的結構。關鍵是這新的“三源”在含 Si組分的存在下達到了較好的匹配；同時在一定程度上克服了傳統體系吸潮和組分遷出的弱點。對 PP/APP/PER/BSi體系 200℃ 共混加工后的樣品進行 FTIR分析，結果表明，來自于 PER的 OH基團吸收峰（ 1015cm1）顯著下降，表明 PER與 BSi發(fā)生了反應，推測其化學反應過程如下圖所示。同時加入少量四乙氧基硅烷（ TES）促進反應。 177。 177。 177。 50 1920177。 ABS/DMPRDP（ 75%/25%）與 ABS/DMPRDP/NP900（ 75%/15%/10%）體系的 TGA比較研究發(fā)現， NP900的存在使共混阻燃體系的初始分解溫度范圍由 200?450℃ 提高到450?500℃ 。 同樣，對于 ABS/DMPRDP/TPP/novolac epoxy四元體系，組分優(yōu)化配比協同阻燃， LOI可以達到 44% DMPRDP，四（ 2,6二甲基苯基）間苯二酚雙磷酸酯 北京理工大學 新型炭源的研究進展 四元阻燃體系 ABS/DMPRDP/TPP/酚醛型環(huán)氧樹脂 各組分用量對體系 LOI的影響 北京理工大學 新型炭源的研究進展 齊聚物 novolac與 DMPRDP協同阻燃 ABS的研究更具典型意義。 具有成炭作用的聚合物，如酚醛樹脂（ novolacs）、尼龍6（ PA6）、熱塑性聚氨酯（ TPU）、 PA6clay納米復合物，均被嘗試用作化學膨脹型阻燃體系的炭源，在克服上述傳統炭源的缺陷方面獲得了進展。而 PA6傾向于按方式 1進行熱分解，產物以己內酰胺為主。 北京理工大學 化學膨脹型阻燃體系的基礎與應用 方式 1： PA分子鏈中 NHCH2鍵斷裂，產物有己內酰胺（ caprolactam）、乙烯端基及腈基端基碎片。結果表明炭層的型貌類似，即稍有些不規(guī)則的泡孔，其直徑分布在 10?15?m之間，泡孔壁厚在 1?3?m之間。 北京理工大學 化學膨脹型阻燃體系的基礎與應用 ? 炭層物理隔熱特性及形態(tài)的研究 炭層的隔熱特性除了與化學膨脹因素有關外，還與炭層型態(tài)、密度、黏度、導熱系數等因素有關，其中泡沫狀炭層的厚度與密度是影響隔熱效果的關鍵因素，因為這些因素直接影響外部熱量、氧氣和內部材料分解的可揮發(fā)氣體在炭層間的傳遞。所謂“魔角”是指為了消除各向異性的影響，提高固體樣品的分辨率，樣品與磁場遵循 3cos2?1=0 的關系而旋轉的角度（ ?=?）。 ? DSC研究結果指出，吸熱峰 A（釋放 H2O）、 B（ PEDP熔融）；放熱峰 C、 D 對應于熱分解膨脹成炭過程的一系列化學反應，即膨脹成炭過程是放熱過程，但并不影響 PEDP的阻燃效果。由 TGA或DTG曲線可看出，該段曲線相對平緩，主要熱分解揮發(fā)性產物仍是 H2O。同時，酯縮合產物在酸催化下通過正碳離子機理完成酯鍵斷裂，單鍵轉移，釋出含有烯烴的磷酸酯和磷酸的系列化學反應。加熱APP與 PER（如 3:1）的混合物近 250℃ 時， APP與PER反應可形成季戊四醇磷酸酯，該產物通過分子內酯化反應形成環(huán)狀磷酸酯。 （ 3） 膨脹型阻燃體系的匹配規(guī)則 北京理工大學 化學膨脹型阻燃體系的基礎與應用 北京理工大學 化學膨脹型阻燃體系的基礎與應用 bMap Dimelamine salt of 3,9bis(hydroxy)2,4,8,10tetraoxa3,9diphosphaspiro[5,5]undecane3,9dioxide IFRⅠ Melabis Melamine salt of bis(2,6,7trioxa1phosphabicyclo[2,2,2]octane4methanol)phosphate IFRⅡ 北京理工大學 化學膨脹型阻燃體系的基礎與應用 膨脹阻燃聚合物體系 IFR元素摩爾比 UL94 垂直燃燒 PP/ IFRⅠ P/2 N/12 C/11 PP/ IFRⅠ+ 三季戊四醇 V0 PP/ IFRⅡ P/3 N/6 C/13 V0 IFRⅠ 與 IFRⅡ 阻燃 PP燃燒性能比較（添加量 20%） ? IFRⅠ 與 IFRⅡ 比，缺少炭源 。 ? IFRs 對聚合物力學、電性能損失的影響。 北京理工大學 概述 ? 第一個膨脹阻燃涂料的專利于 1938年由 Tramm 提出 : % Diammonium Phosphate Dicyandiamide （雙氰胺） Formaldehyde This coating swelled and formed a layer of carbon when heated. Monoammonium phosphate, ammonium sulfate, ammonium chloride or ammonium bromide substitutes for diammonium phosphate. IFR技術的由來 北京理工大學 概述 ? 19481950年 Jones 給出了今天意義上的 IFR 體系 : % Paraformaldehyde or % Paraformaldehyde Monoammonium Diammonium phosphate phosphate Urea Urea Starch Dextrin A carbonific as a carbonyielding source and a spumific as a foam producing substance. little or no water resistant 北京理工大學 概述 ? 1952年 Lauring : 第一個含有耐水樹脂的配方 。 尺寸效應 1)、燭芯效應 2） 、爆米花效應 3） 、少量 SO2釋放、黑色。如FLAMECUT EREPAP，添加量 9phr(EG/紅磷=6/3)， 阻燃 PP可達 V0級（ ）， LOI 26%。 EG鱗片膨脹后呈“蠕蟲”狀，許多“蠕蟲”分布于組分殘渣之中，構成膨脹炭層。 The role of char in thermal degradation: Fire Retardancy 北京理工大學 概述 Thickness (mm) External Temp. (℃ ) 10 342 743 1500 4600 Table 61 Effect of a ClosedCell Char Foam in Preventing a Substrate from Reaching Ignition Temperature (300 ℃ ) 炭層的隔熱效果 北京理工大學 概述 ? 無鹵、無 dioxin、無 HX腐蝕性氣體、低煙； ? 阻燃效率界于含鹵與無機氫氧化物阻燃之間； ? 無熔滴滴落； ? 填充量較?。? ? 成本較高。 化學膨脹阻燃的概念 The role of char in thermal degradation: Fire Retardancy 北京理工大學 概述 ? the bottom layer of char, near the polymer surface, 300600 ℃ ? the upper surface, 1500 ℃ 北京理工大學 概述 化學與物理膨脹阻燃體系的共同之處是在火焰的作用下能夠膨脹，并形成隔熱、隔質的炭層，獲得高效阻燃、低煙的效果。化學膨脹型阻燃體系的本質是三源在受熱或燃燒條件下，通過 化學反應 獲得有阻燃效果的膨脹炭層。 IFR聚合物的特點 北京理工大學 概述 表 62 化學膨脹型阻燃體系與物理膨脹型阻燃體系的比較 膨脹阻燃體系 化學型 物理型（以 H2SO4插層 EG為例） 基本組成 酸源、炭源、氣源 石墨層板、層間受熱可分解或揮發(fā)的化合物 燃燒或受熱 膨脹阻燃作用機理 酸源使炭源脫水成酯，酯分解、交聯、芳化，氣源與熔體作用膨脹成炭。 達到 UL 94 垂直燃燒級別 的添加質量分數 /% ?20?30； 20