六氨基環(huán)三磷腈及其衍生物對(duì)紙的阻燃作用研究.pdf

1、用于紙及其制品的阻燃劑很多，但很多都存在著一些缺陷。磷腈因具備無鹵、燃燒時(shí)發(fā)煙量少、阻燃效率高等優(yōu)點(diǎn)，而被認(rèn)為是今后阻燃劑的發(fā)展方向。六氨基環(huán)三磷腈(HACTP)和N-六羥甲基氨基環(huán)三磷腈(HHMAPT)是較早商品化的磷腈阻燃劑之一，對(duì)紡織纖維都具有良好的阻燃作用。但未見到它們用于阻燃紙的報(bào)道。因此，開展它們對(duì)紙的阻燃作用研究對(duì)發(fā)展高性能阻燃紙具有重要的理論和實(shí)際意義。
　　阻燃結(jié)果表明:HHMAPT對(duì)針葉木紙板具有良好的阻燃效果

2、。未阻燃紙板的極限氧指數(shù)(LOI)為22.1％，阻燃等級(jí)為易燃級(jí)別，而當(dāng)HHMAPT添加量為4.5％時(shí)，阻燃紙板的LOI就高達(dá)34.9％，阻燃等級(jí)達(dá)難燃級(jí)別，且與未阻燃紙板相比，HHMAPT阻燃紙板燃燒時(shí)的熱釋放速率增加比較緩慢，質(zhì)量損失變慢，完全燃燒所需時(shí)間延長，最高熱釋放速率、平均熱釋放速率、平均有效燃燒熱和總熱釋放量明顯下降，且隨HHMAPT添加量的增大愈加明顯。用它阻燃的紙板還具有遇火炭化面積小、無殘焰、不陰燃等優(yōu)點(diǎn)，但不耐水洗

3、;但用HHMATP/HMMM(甲醚化三聚氰胺甲醛樹脂)協(xié)同阻燃的紙板具有良好的耐水洗性。當(dāng)HHMAPT和HMMM分別為6％和10％時(shí)，水洗過的阻燃紙的LOI大于33.5％，仍為難燃級(jí)別，垂直燃燒的續(xù)焰時(shí)間和平均炭化長度分別小于4.8s和12mm，灼燃時(shí)間為0s，且與原紙相比，熱釋放速率增加比較緩慢，質(zhì)量損失變慢，最高熱釋放速率、平均熱釋放速率、平均有效燃燒熱和總熱釋放量也有所下降;HACTP不僅對(duì)針葉木紙板具有很好的阻燃效果，而且制得的

4、阻燃紙具有耐水洗性。當(dāng)HACTP添加量為6％時(shí)，LOI大于60％，垂直燃燒試驗(yàn)達(dá)到難燃級(jí)別，且經(jīng)水洗后，LOI仍高達(dá)39.0％，阻燃等級(jí)仍為難燃級(jí)別，完全達(dá)到耐水洗型阻燃紙要求。與未阻燃原紙相比，HACTP阻燃燃燒時(shí)的熱釋放速率增加比較緩慢，質(zhì)量損失變慢，完全燃燒所需時(shí)間延長，最高熱釋放速率、平均熱釋放速率、平均有效燃燒熱和總熱釋放量明顯下降，且隨阻燃劑HACTP添加量的增大愈加明顯。水洗后熱釋放速率、質(zhì)量損失稍微變慢、最高熱釋放速率、

5、平均熱釋放速率、平均有效燃燒熱和總熱釋放量明顯增加，但仍低于原紙。
　　熱重分析和殘余物分析結(jié)果表明:HHMAPT和HHMAPT/HMMM主要是通過凝聚相產(chǎn)生阻燃作用。HHMAPT熱解形成的磷酸類化合物促進(jìn)了紙板炭化，該炭在紙板和HHMAPT分解產(chǎn)生的CO2、NH3等氣體的發(fā)泡作用下形成膨脹性炭層，該炭層通過隔熱、隔氧及阻止紙板分解產(chǎn)物的揮發(fā)而產(chǎn)生阻燃作用。HACTP的阻燃機(jī)理與HHMAPT的相似，不同的是HACTP的部分分解產(chǎn)物

6、揮發(fā)至氣相，通過捕獲燃燒產(chǎn)生的自由基也產(chǎn)生一些阻燃作用。
　　紙的強(qiáng)度測(cè)定結(jié)果表明:用HHMAPT制得的阻燃紙，隨著HHMAPT添加量的增大，紙的耐折次數(shù)和抗張指數(shù)隨之下降，紙的撕裂度稍有增加，與原紙相比，阻燃紙的機(jī)械性能稍有下降;用HHMAPT/HMMM制得的未洗阻燃紙與單獨(dú)添加HHMAPT相近，而水洗后的耐折次數(shù)、撕裂度和抗張指數(shù)明顯增大。用HACTP制得的未洗阻燃紙和水洗后的耐折次數(shù)、撕裂度和抗張指數(shù)減小，與原紙相比，機(jī)械性