【摘 要】
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聚丙烯（PP）是一种重要的热塑性材料,广泛应用于电气设备外壳、车辆运输、家具装饰等领域。然而PP易于燃烧,在高温下会释放大量烟雾和有毒气体的特性严重限制了其推广使用,因此需要对其进行阻燃处理。在诸多阻燃技术中,膨胀型阻燃剂（IFR）由于具有环保、高效等优点,在阻燃应用领域受到越来越多的关注,但IFR仍存在如耐水性差,阻燃效率低的问题,大大限制了其推广和使用。针对上述问题本文利用溶胶凝胶法合成了具有
【基金项目】
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国家自然科学基金（51775001、52074011）; 安徽省自然科学基金（1908085J20）; 安徽省高校协同创新计划（GXXT-2019-027、GXXT-2020-057、GXXT-2020-079）
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聚丙烯（PP）是一种重要的热塑性材料,广泛应用于电气设备外壳、车辆运输、家具装饰等领域。然而PP易于燃烧,在高温下会释放大量烟雾和有毒气体的特性严重限制了其推广使用,因此需要对其进行阻燃处理。在诸多阻燃技术中,膨胀型阻燃剂（IFR）由于具有环保、高效等优点,在阻燃应用领域受到越来越多的关注,但IFR仍存在如耐水性差,阻燃效率低的问题,大大限制了其推广和使用。针对上述问题本文利用溶胶凝胶法合成了具有优异耐水性能的微胶囊化IFR,并制备出耐水阻燃PP复合材料;此外为了进一步提升IFR的阻燃效率,使用次磷酸铝（AHP）作为增效剂,与先前合成的耐水IFR构成协同阻燃体系,制备出具有协同阻燃功能的聚丙烯复合材料,并研究了复合材料的热稳定性和阻燃性。本文主要研究内容如下:1.为了解决传统膨胀阻燃剂存在的耐水性差的问题,采用溶胶-凝胶法制备出具有优异耐水性能的微胶囊化膨胀阻燃剂（M-APP/M-CA）,并将其用于耐水阻燃PP复合材料的制备。接触角测试结果表明,M-APP和M-CA的接触角分别为135.11°和137.89°;阻燃性能测试表明,添加30 wt%疏水改性的IFR（M-APP/M-CA=3:1）的PP复合材料的阻燃性能显著提升,极限氧指数（LOI）测试结果达到36.8%,UL-94测试通过V-0级。CCT测试结果表明,PP复合材料的热释放速率峰值（pHRR）和总热释放量（THR）分别从1011.77 kw/m2和100.58 MJ/m2下降到134.43 kw/m2和6.86MJ/m2,烟释放速率峰值（pSPR）和总烟气释放量（TSR）分别从 0.13 m2/s 和 1453.09 m2/m2 下降到 0.0056 m2/s 和 74.82 m2/m2。此外,负载30 wt%阻燃剂IFR（M-APP/M-CA=3:1）的PP复合材料也表现出优良的耐水性能,经70℃热水浸泡168 h后仍能通过UL-94测试V-0级。2.阻燃效率低是目前阻碍膨胀阻燃剂广泛使用的一个关键技术瓶颈,为了进一步提升阻燃效率,减少阻燃剂的添加量,在此将次磷酸铝（AHP）被用作先前制备出的微胶囊化膨胀阻燃剂（M-APP/M-CA）的阻燃协效剂,以进一步提升聚丙烯复合材料的阻燃效率。研究结果表明,添加1.25 wt%AHP后,阻燃剂总负载量为25 wt%的PP2复合材料的LOI值从29%增加到31.5%,样品UL-94测试等级从 V-2 达到 V-0 级。THR 从纯 PP 的 99.05 MJ/m2 和 PP1（无 AHP）的 14.2 MJ/m2下降至 10.75 MJ/m2,TSR 相比于纯 PP（1910.8m2/m2）和 PP1（126.1 m2/m2）降低至 92.2 m2/m2。图29表11参172
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