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

来源：塑料工业, 2021, 49(05): 120-127.

• 阻燃
• 聚焦磷酸哌嗪
• 机理
• 高密度聚乙烯

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%,CO2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。