硅凝膠包覆三聚氰胺焦磷酸鹽阻燃改性聚乙烯醇薄膜

紀(jì)少思, 周萬(wàn)立, 劉鵬清, 姜猛進(jìn), 徐建軍

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硅凝膠包覆三聚氰胺焦磷酸鹽阻燃改性聚乙烯醇薄膜

紀(jì)少思, 周萬(wàn)立, 劉鵬清, 姜猛進(jìn), 徐建軍

(四川大學(xué) 高分子科學(xué)與工程學(xué)院 高分子材料工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 四川 成都 610065)

將三聚氰胺焦磷酸鹽(MPP)用硅凝膠包覆制備了MPP的微膠囊(SiMPP)，采用傅里葉紅外光譜(FTIR)、X射線光電子能譜(XPS)和掃描電子顯微鏡(SEM)對(duì)微膠囊的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。將該微膠囊(SiMPP)和PVA共混制得的薄膜(SiMPP-PVA)進(jìn)行極限氧指數(shù)(LOI)測(cè)試發(fā)現(xiàn)與添加相同比例阻燃劑的MPP-PVA(LOI＝34.1%)、SiO2-MPP-PVA(LOI＝32.1%)相比SiMPP-PVA的LOI為37.1%，阻燃性有了明顯提高。熱重分析(TGA)結(jié)果表明SiMPP-PVA薄膜燃燒后殘?zhí)柯时萂PP-PVA、MPP-SiO2-PVA高。此外，由于硅凝膠良好的耐酸性，使得SiMPP-PVA復(fù)合薄膜在5%(wt)硫酸溶液中處理30 min后氮流失率大大降低。采用掃描電鏡(SEM)觀察經(jīng)硫酸溶液浸泡后的薄膜表面、截面未發(fā)現(xiàn)明顯的缺陷和孔洞。

三聚氰胺焦磷酸鹽；二氧化硅凝膠；微膠囊；聚乙烯醇；無(wú)鹵阻燃

1 前 言

聚乙烯醇(PVA)具有優(yōu)異的成纖性、成膜性，且生物相容性好，可生物降解，黏結(jié)性強(qiáng)，因此在紡織、建筑裝潢、石油化工、造紙、醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)等各個(gè)行業(yè)都有著廣泛的應(yīng)用[1]。但是聚乙烯醇的極限氧指數(shù)(LOI)低，極易燃燒，嚴(yán)重限制了其應(yīng)用。常見(jiàn)含鹵阻燃劑在燃燒過(guò)程中會(huì)分解生成刺激的鹵化氫氣體，其對(duì)人身安全的危害甚至大于火災(zāi)本身。近年來(lái)無(wú)鹵膨脹型阻燃劑發(fā)展迅速[2]，尤其是N-P協(xié)效阻燃在眾多領(lǐng)域都取得了突破性進(jìn)展[3]，三聚氰胺焦磷酸鹽(MPP)作為一中新型N-P膨脹型阻燃劑兼具酸源、氣源、炭源于一體，是一種發(fā)煙量低、腐蝕性小，阻燃效率高的新型綠色阻燃劑，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。MPP燃燒時(shí)產(chǎn)生對(duì)阻燃防火有利的具有磷氮協(xié)同作用的高熱穩(wěn)定性的(PNO)[4]，使得其熱穩(wěn)定性高。此外，它兼具阻燃效率高、與其他阻燃劑配伍性好等優(yōu)點(diǎn)[5]。

圖1 MPP結(jié)構(gòu)式

圖6 薄膜在空氣中的熱失重圖

表4 薄膜在空氣中的熱重分析