摘要
聚丙烯(PP)因其综合性能好，易成型加工，价格低廉等优点，被广泛应用于家电外壳、汽车，建筑，化工等领域。但聚丙烯的极限氧指数仅有18％左右，是一种易燃材料。目前在聚丙烯体系中最常用的溴系阻燃剂，在燃烧过程中会产生大量有毒烟雾，威胁人类的生命安全。以聚磷酸铵(APP)为主要成分的膨胀型阻燃体系(IFR)安全、环保，成为聚丙烯阻燃的重要研究方向。但是，聚磷酸铵的耐湿性和耐候性不佳，易从基体材料中析出，影响其阻燃功能的发挥。同时，膨胀型阻燃剂添加量比较大，与基体的相容性差等问题也有待于进一步解决。本论文采用环氧树脂(EP)包覆聚磷酸铵形成聚磷酸铵微胶囊(MAPP)的方法来降低其水溶性，改善其与基体的相容性;并通过加入协效剂，有效地提高聚丙烯膨胀型阻燃体系的阻燃效率，最终形成了适宜于聚丙烯加工性能特性的阻燃体系构建工艺方法。论文的主要研究内容和结论如下: (1)采用原位聚合法制备以环氧树脂包覆的聚磷酸铵微胶囊，探究了囊材的加入量、固化温度、固化时间等因素对包覆产品的水溶性和阻燃效果的影响。当囊材料量加入量为APP质量的10％、固化剂加入量为环氧树脂加入量的15％，采用(40℃-1h+70℃-1h)的阶跃升温方法，制备的MAPP水溶性较低，耐水性较好。 (2)研究了膨胀型阻燃剂的组成、配比对阻燃聚丙烯(PP/IFR)体系的阻燃性能和力学性能的影响，当MAPP与PER的质量比为3∶1时，PP/IFR体系具有良好的阻燃性能，并对力学性能的影响最小。研究了膨胀型阻燃剂的阻燃机理及PP/IFR体系的热降解动力学，结果表明，阻燃剂的加入，提高了PP的降解活化能，阻燃性能相应增强。 (3)研究了多种协效剂在阻燃PP体系中协同阻燃效应，并通过极限氧指数(LOI)，阻燃等级(UL-94)测试确定了各种协效剂的最佳添加量，重点研究了碳酸锶在阻燃PP中的协效阻燃机理。结果表明，当碳酸锶的含量为1.5 wt％时，协效阻燃体系的LOI可以达到35.2％，通过UL-94的Ⅴ-0阻燃等级;碳酸锶的协效作用主要是促进微胶囊聚磷酸铵的交联反应及与PER的酯化作用，最终生成膨胀、致密的炭层，起到阻燃的作用。
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