卡拉胶/金属氧化物协同聚磷酸铵制备阻燃天然橡胶

作     者：王娜 辛远航 张鑫雨 尤家奇 张静 姜岩 WANG Na;XIN Yuanhang;ZHANG Xinyu;YOU Jiaqi;ZHANG Jing;JIANG Yan

作者机构：沈阳化工大学中西高等材料研究院辽宁沈阳110142 沈阳化工大学辽宁省特种功能材料合成与制备重点实验室辽宁沈阳110142 

出 版 物：《精细化工》 (Fine Chemicals)

年 卷 期：2021年第38卷第1期

页      面：176-182页

核心收录：

学科分类：082903[工学-林产化学加工工程] 08[工学] 0829[工学-林业工程] 

基　　金：国家重点研发计划“科技冬奥(2019YFF0302004)” 国家自然科学基金(51973124) 沈阳市科技局中西高等材料研究院资助项目(18-005-6-04) 2019年度教育部“春晖计划”合作科研项目 辽宁省-沈阳材料科学国家研究中心联合研发基金(2019JH3/30100015) 辽宁“百千万人才工程”项目(辽人社函〔2020〕78号) 

主　　题：天然橡胶 卡拉胶 金属氧化物 聚磷酸铵 膨胀型阻燃剂 

摘      要：将卡拉胶(KC)、聚磷酸铵(APP)分别和Fe_(2)O_(3)、CuO、Al_(2)O_(3)、MnO_(2)4种金属氧化物(MO)三者复配构成的协同阻燃剂(KC/MO/APP)加入到天然橡胶(NR)中,制备了NR/KC/MO/APP复合材料。通过极限氧指数(LOI)、垂直燃烧(UL-94)、锥形量热(CCT)测试了其阻燃性能。结果表明,NR/KC/MO/APP复合材料的阻燃等级均达到UL-94 V-0级,LOI在26.5%-27.3%之间,具有较好的阻燃性。与NR相比,NR/KC/CuO/APP复合材料的热释放速率峰值和总热释放量分别下降了63.7%和42.0%。同时KC/MO/APP还有抑烟作用,NR/KC/Fe_(2)O_(3)/APP复合材料总烟释放量比NR下降了35.0%,处于最低水平。TGA结果显示,NR/KC/CuO/APP复合材料800℃时的残炭量(W_(800))达到34.85%,比NR/APP提高了28.7%。NR/KC/MO/APP复合材料炭层更致密,表明KC/MO与APP的协同作用对形成稳定炭层起着重要作用。另外,NR/KC/MnO_(2)/APP复合材料力学性能最优,其拉伸强度和断裂伸长率比NR/APP分别提高32.6%和20.9%,表明MnO_(2)的加入可弥补阻燃剂对NR造成的力学性能损失。