基于PAPP的新型磷氮阻燃体系对HDPE阻燃和力学性能的影响及阻燃机理分析

作     者：姜如愿 肖雄 王林 叶文 袁炜 许保云 王亮 翟金国 王齐 张彩霞 孙亚楠 JIANG Ru-yuan;XIAO Xiong;WANG Lin;YE Wen;YUAN Wei;XU Bao-yun;WANG Liang;ZHAI Jin-guo;WANG Qi;ZHANG Cai-xia;SUN Ya-nan

作者机构：宁夏煤业公司煤炭化学工业技术研究院宁夏银川750411 上海功能阻燃材料工程技术研究中心聚烯烃催化技术与高性能材料国家重点实验室上海200062 

出 版 物：《塑料工业》 (China Plastics Industry)

年 卷 期：2021年第49卷第5期

页      面：120-127页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

基　　金：煤基合成树脂高性能改性及综合利用研究项目子课题合成树脂产品在煤电领域的应用方案研究(2018BDE02040) 上海功能阻燃材料工程技术研究中心(19DZ2253700) 

主　　题：阻燃 聚焦磷酸哌嗪 机理 高密度聚乙烯 

摘      要：以聚焦磷酸哌嗪(PAPP)及聚磷酸铵(APP)为阻燃剂,制备了阻燃高密度聚乙烯(HDPE)复合材料。考察了PAPP及APP单独使用和复配体系对HDPE阻燃性能、热降解性能、结晶性能的影响,并对阻燃机理进行了分析,最后对复合材料的力学性能进行测试。结果显示,当PAPP∶APP的质量比为2∶1时,复合材料的LOI达到最高30.0%,垂直燃烧达到V-0级。PAPP/APP引入后,复合材料在氮气及空气气氛下,均具有良好的成炭性能。在700℃的残炭率分别为9.3%和7.2%,并且,最大热失重速率(MMLR)相比于纯HDPE材料显著下降。HDPE/PAPP/APP复合材料的结晶性能相比于HDPE/PAPP及HDPE/APP复合材料的结晶性能均有一定程度的增加,且复合材料形成了稳定且连续的炭层,可以抑制材料持续燃烧。能谱分析(EDS)表明,C、P元素主要被固定在凝聚相中。热失重-红外联用(TG-IR)测试显示,复合材料燃烧后气相中碳氢化合物峰值下降37.0%,CO_(2)释放峰值下降47.8%,表明PAPP/APP体系具有气相阻燃作用。HDPE/PAPP/APP复合材料对力学性能影响相比于HDPE/PAPP和HDPE/APP复合材料更小。