綠色阻燃材料的催化成炭行為研究.pdf

1、本文以多金屬氧酸鹽(POM)和室溫離子液體(IL)為單體，合成出三種金屬氧酸鹽離子液體(PILs)無(wú)機(jī)-有機(jī)雜化材料—[BMIm]3PW(PIL1)、[BMIm]3PMo(PIL2)和[BMIm]4SiW(PIL3)。將三種PILs用于聚丙烯/膨脹阻燃劑體系(PP/IFR)以改善其阻燃效率，所用IFR為質(zhì)量比3∶1的聚磷酸銨(APP)和季戊四醇(PER)。對(duì)PILs的結(jié)構(gòu)分析表明，PILs結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)了無(wú)機(jī)部分的Keggin結(jié)構(gòu)和有機(jī)部分

2、的咪唑結(jié)構(gòu)，且由于有機(jī)部分的引入，POM結(jié)構(gòu)中附著的結(jié)晶水消失，這說(shuō)明成功制備了PILs。對(duì)PP/IFR/PILs復(fù)合材料的阻燃性能和熱性能進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)PILs的出現(xiàn)對(duì)PP/IFR復(fù)合材料的阻燃性能有很大的影響。三種PILs在PP復(fù)合材料的阻燃性能所體現(xiàn)的協(xié)效作用能力排序?yàn)镻IL2＞PIL1＞PIL3。其中，含0.5wt％PIL2和14.5wt％IFR的PP復(fù)合材料極限氧指數(shù)(LOI)高達(dá)28.0，并能獲得UL-94Ⅴ-0級(jí)別，且測(cè)試

3、過(guò)程無(wú)溶融滴落現(xiàn)象，而含15wt％IFR的PP復(fù)合材料氧指數(shù)僅為23.7，也無(wú)法獲得UL-94級(jí)別。PILs還促進(jìn)了IFR的成炭反應(yīng)并提高了PP復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性。對(duì)殘?zhí)康男螒B(tài)和結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，以闡明其成炭及阻燃機(jī)理。研究表明，PIL2促進(jìn)了APP與PER之間的反應(yīng)，提高了材料在燃燒過(guò)程中炭富集程度和抗氧化能力，促使更多的N元素凝聚在殘?zhí)恐校罱K加速了整個(gè)體系成炭反應(yīng)過(guò)程，使其形成致密且連續(xù)的膨脹炭層，這是材料獲得良好阻燃性能的關(guān)鍵所在。