基于ReaxFF反应力场的膨胀阻燃体系热解反应机制研究

作     者：张翼 黄雅婷 魏永宝 汤维 钱立军 ZHANG Yi;HUANG Yating;WEI Yongbao;TANG Wei;QIAN Lijun

作者机构：北京工商大学计算机与人工智能学院北京100048 中国轻工业先进阻燃剂工程技术研究中心北京100048 石油和化学工业聚合物无卤阻燃剂工程实验室北京100048 塑料卫生与安全质量评价技术北京市重点实验室北京100048 北京工商大学轻工科学与工程学院北京100048 

出 版 物：《中国塑料》 (China Plastics)

年 卷 期：2024年第38卷第5期

页      面：66-72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：国家自然科学基金(52273048、52203055) 北京市自然科学基金项目(No.2222052) 北京市教委科技发展计划项目(KM202210011004) 

主　　题：ReaxFF反应分子动力学 聚丙烯 膨胀阻燃体系 阻燃机理 

摘      要：采用ReaxFF反应分子动力学模拟添加不同膨胀阻燃体系的聚丙烯(PP)的热解过程,从分子水平探究嵌段共聚物(PAPO⁃MP)与共混(PAPP/MPP)2种状态下阻燃体系的热解反应机制。结果表明,模拟热重曲线与实验结果误差低于2.1%;加入膨胀阻燃体系后,反应活化能从200.16 kJ/mol分别降至154.64 kJ/mol(PAPO⁃MP)和159.14 kJ/mol(PAPP/MPP),说明阻燃剂优先反应从而保护基材;气体小分子数量分别减少10%(PAPO⁃MP)和17.5%(PAPP/MPP),P—O—P结构可以促进大分子团聚物生成,从而降低有毒有害气体生成及提高残炭质量;添加PAPO⁃MP比添加PAPP/MPP的体系势能平均降低11.6×10^(3)kcal/mol,因此添加嵌段共聚物材料稳定性更优。