第8章-协同阻燃技术及应用.ppt

机理分析指出，Mn或Zn的化合物一方面可以催化APP链的交联，减少磷氧化物的裂解与挥发，保持APP的活性，使更多的磷能够参与成炭，增加熔融态下体系的黏度，有利于成炭反应的进行；另一方面催化PP脱氢形成双键，也可通过氧化作用使PP主链羟基化，在APP的作用下交联、聚芳香化、成炭。 北京理工大学 8.5 膨胀型阻燃体系中的协同作用 Zeolites(沸石、分子筛)是一类由SiO4和AlO4四面体通过氧桥连接而成的晶体硅铝酸盐。其化学式为： Mx/n[(AlO2)x,(SiO2)y]zH2O 其中y/x≥1，Mn+是平衡带有负电荷的AlO4四面体的阳离子。 Zeolites---均匀的孔结构、大的比表面、表面极性很高。具有良好的吸附作用和一定的催化活性。 硅铝比、阳离子电荷和半径及分布、骨架孔穴的大小及温度是影响吸附和催化活性的主要因素。硅铝比增大，吸附和催化活性提高；阳离子电荷高、半径小，催化活性高；骨架孔穴大，有利于吸附分子的进入和催化反应的进行。 北京理工大学 8.5 膨胀型阻燃体系中的协同作用 表8-9 Zeolites对膨胀型阻燃体系阻燃性能的影响 LRAM3.5/APP-PER-4A 39 V-0 LRAM3.52）/APP-PER 29 V-0 PS/APP-PER-4A 43 V-0 PS/APP-PER 29 V-0 PP/PY-PER-13X 52 V-0 PP/PY-PER 32 V-0 LDPE/APP-PER-4A4） 26 V-0 LDPE/APP-PER 24 V-0 PP/APP-PER-13X3） 45 V-0 PP/APP-PER 30 V-0 膨胀型阻燃体系 LOI/% UL94 膨胀型阻燃体系1） LOI/% UL94 1）体系膨胀阻燃剂总体添加质量分数30%；Zeolites的添加质量分数为1?1.5%；APP:PER=3:1。 2）LRAM3.5-乙烯-丁基丙烯酸酯马来酸酐三元共聚物（ethylene-butylacrylate-maleic anhydride terpolymer） 3）13X-Na86[(AlO2)86(SiO2)106]264H2O，Si:Al=1(摩尔比) 4）4A- Na12[(AlO2)12(SiO2)12]27H2O，Si:Al=1.23(摩尔比)” 下表给出了多种Zeolites与APP-PER或PY-PER（焦磷酸二铵/季戊四醇）复配用于不同聚合物基材的阻燃性能。 北京理工大学 8.5 膨胀型阻燃体系中的协同作用 Bourbigot等研究了Zeolites孔穴大小、硅铝比、平衡阳离子及聚合物基材对体系膨胀阻燃性能的影响。认为平衡阳离子或孔穴大小与阻燃行为无关；比较了三种Zeolites：硅铝比为140的ZSM-5、硅铝比为5的Mordenite（丝光沸石）和硅铝比为2.4的Y沸石在LRAM3.5/APP-PER体系中对LOI的影响，发现Zeolites的硅铝比升高会导致体系阻燃性能下降。研究其他硅铝酸盐，如黏土等含硅体系，发现含有Zeolites结构的硅铝酸盐都可给出很好的阻燃效果。 北京理工大学 8.5 膨胀型阻燃体系中的协同作用 关于硅铝比对APP-PER体系热分解行为的影响，XPS研究指出，在低于250℃的温度下Zeolites及蒙脱土对APP-PER体系具有催化酯化作用；在高于250℃的温度下Zeolites及蒙脱土开始分解，随温度的继续升高体系表面有SiO2、Al2O3逐渐生成，由于表面能的差异，体系表面硅铝比升高，酸的活性增强，最终导致体系膨胀炭层有Si-P-Al-C键生成，起到了促进成炭及稳定炭层结构的作用。 PP/APP-PER/4A（PP：70%质量分数；（PP+PER）:28.5%质量分数；4A：1.5%质量分数，APP:PER=3:1，质量比）体系的LOI为37%。XPS的研究验证了各种Zeolites（4A、13X、Mordenite、ZSM-5）中4A对PP/APP-PER体系的催化、协同作用最大。 北京理工大学 8.5 膨胀型阻燃体系中的协同作用 ? ATH与Triethyl Phosphate 或 dimethyl methylphosphonate（DMMP