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        錫酸鍶與聚磷酸銨協(xié)效體系對(duì)PP 的阻燃研究

        2019-08-23 07:53:18陳靈智孫會(huì)娟趙現(xiàn)偉
        云南化工 2019年6期
        關(guān)鍵詞:改性體系

        陳靈智,孫會(huì)娟,張 彥,趙現(xiàn)偉

        (衡水學(xué)院,河北 衡水 053000)

        聚丙烯(PP)密度小、透明度較好,應(yīng)用領(lǐng)域廣泛。但由于聚丙烯易燃,在燃燒過(guò)程中不僅放出大量的熱而且伴有熔融物產(chǎn)生,進(jìn)而引發(fā)火災(zāi)。因此對(duì)PP 進(jìn)行阻燃處理顯得尤為重要[1-3]。APP 對(duì)PP 有較好的阻燃性能,但是APP 的熱穩(wěn)定性差,與聚合物材料的相容性較低,因此,經(jīng)常通過(guò)對(duì)APP 的表面改性或與其他阻燃劑的協(xié)效作用,提高APP 的阻燃效率。郝建薇[4]等用氨基硅烷偶聯(lián)劑對(duì)APP 進(jìn)行表面改性,廖凱榮[5]等用聚己內(nèi)酰胺(PA6)對(duì)APP 阻燃劑進(jìn)行改性,改性后阻燃效果明顯。雷周橋[6]等探究APP 與季戊四醇復(fù)合來(lái)提高其阻燃性能。屈紅強(qiáng)[7-9]等以錫酸鋅的協(xié)效體系對(duì)PP 的阻燃研究,取得了良好的效果。本文擬通過(guò)自制的錫酸鍶與APP 協(xié)效研究其體系對(duì)PP 的阻燃。

        1 材料制備

        1.1 錫酸鍶的合成步驟

        將錫酸鈉和氯化鍶分別溶于燒杯中,攪拌,按1∶1 的反應(yīng),通過(guò)調(diào)節(jié)pH 制備羥基錫酸鍶,之后經(jīng)過(guò)高溫灼燒制備錫酸鍶阻燃劑。

        1.2 阻燃PP 的制備

        按照配方稱(chēng)好藥品,然后把所配的樣品用開(kāi)煉機(jī)使其混合均勻。制備PP 配方如表1。

        表1 實(shí)驗(yàn)配方

        2 結(jié)果與討論

        2.1 氧指數(shù)分析

        含不同量阻燃劑PP 的氧指數(shù)見(jiàn)表。

        由表2 可知,不加阻燃劑的PP 樣品的極限氧指數(shù)25.6%。隨著錫酸鍶的量增加極限氧指數(shù)也在增加,當(dāng)錫酸鍶的量為15 份時(shí),極限氧指數(shù)達(dá)到28.5%。在加入錫酸鍶的基礎(chǔ)上加入APP,對(duì)比只加入錫酸鍶阻燃劑,極限氧指數(shù)明顯增加。當(dāng)錫酸鍶加入15 份和20 份APP 極限氧指數(shù)達(dá)到最大34.2%。錫酸鍶與APP 協(xié)效體系與只加APP 對(duì)比,加入錫酸鍶有助于提高極限氧指數(shù)。當(dāng)加入15 份錫酸鍶與20 份APP 協(xié)效體系對(duì)PP 的阻燃效果最好。

        表2 添加不同含量阻燃劑的PP 的氧指數(shù)

        2.2 垂直燃燒分析不同含量阻燃劑PP 的垂燃燒性見(jiàn)表3。

        表3 添加不同含量阻燃劑的PP 垂直燃燒性能

        由表3 可知,不加阻燃劑,PP 的燃燒等級(jí)為V-2,材料極易燃燒,當(dāng)單獨(dú)添加錫酸鍶阻燃劑,燃燒等級(jí)還是較高,為V-2 級(jí)。當(dāng)錫酸鍶15 份與20 份APP 協(xié)效時(shí),PP 的燃燒等級(jí)降到V-1,燃燒等級(jí)下降。錫酸鍶與APP 的協(xié)效體系使PP的燃燒等級(jí)降低。

        2.3 PP 的熱重圖不同PP 的熱重圖見(jiàn)圖1。

        圖1 PP 的熱重圖

        由圖1 可知,PP 的熱分解溫度在210~470℃,分解過(guò)程較快。有少量殘?zhí)际S唷.?dāng)往PP 中加入15 份錫酸鍶和20 份APP 時(shí),圖中可看出阻燃材料的熱降解過(guò)程明顯推后,PP 的熱穩(wěn)定性提高。APP 在200~500℃受熱時(shí)降解可生成有偏磷酸,偏磷酸使PP 脫水碳化,碳化后的碳化物為隔熱隔氧物質(zhì)起到阻燃作用。在800℃時(shí),較之空白樣,PP 殘?zhí)剂坑兴黾?。阻燃體系錫酸鍶與APP 的加入,使PP 的阻燃性能增加。

        3 結(jié)論

        錫酸鍶與APP 的協(xié)效體系對(duì)PP 的阻燃研究中,將錫酸鍶與APP 以不同比例加入PP 中,通過(guò)極限氧指數(shù)、垂直燃燒測(cè)試表明,當(dāng)加入15份錫酸鍶和20 份APP,極限氧指數(shù)34.2%,燃燒等級(jí)V-1,阻燃體系能夠達(dá)到較好的阻燃效果。通過(guò)熱重分析可以發(fā)現(xiàn),錫酸鍶和APP 協(xié)效可使阻燃后PP 樣品的熱降解明顯推后,熱穩(wěn)定性提高,殘?zhí)剂吭黾印?/p>

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