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无卤膨胀型阻燃剂(IFR)是一种以磷氮系为主要成分的阻燃剂,用该阻燃剂处理聚丙烯(PP)等塑料可以提高材料的阻燃性能,同时有效抑制有毒烟尘和气体的释放。如今,IFR系统中酸源、碳源和气源之间的协同阻燃效应已研究得比较深入,而对催化或成炭协效剂与三源之间协同阻燃研究鲜有报道。本文以IFR/PP为研究对象,分别研究讨论了不同协效剂与单组分大分子IFR或多组分混合型IFR之间的协同阻燃效应。采用分步滴加碱液的方法代替了传统的合成单组分大分子膨胀型阻燃剂b-MAP的工艺。当NaOH的添加量为0. 19mol(与合成产物理论值的摩尔比为1. 9:1) 时,获得b-MAP的产率最大,为97. 9%。研究同时发现,中间体双氯螺磷的水解产物先是与三聚氰胺单边成盐,然后再完成双边成盐反应。在合成b-MAP过程中添加十二烷基苯磺酸钠等表面活性剂,可以增加其与PP复合效果,分散相和连续相规整的排列使得材料受热发泡膨胀产生定向作用,膨胀炭层的阻隔性能得到增强,有利于提高材料的阻燃性能。多组分IFR体系中添加不同种类和含量的协效剂,协同催化效率(单位质量提高被阻燃材料的LOI值)的高低依次为糊精>钼酸钠>甲基纤维素>氧化锌>硼酸。二乙酸纤维素不是IFR有效的阻燃协效剂。通过SEM观测得出,合适的协效剂可以加速IFR体系酯化和膨胀的进程,改变最终膨胀炭层的微观结构,使得炭层堆叠紧密且孔隙小,从而使炭层的阻隔性能增强。初步探讨了六种协效剂对IFR/PP中的聚磷酸铵(APP)晶相生长和PP的α晶型的影响,发现APP的非晶相生长可以促使材料遇热时发生酯化反应,酯化产物的增加最终会导致材料保护炭层中残炭量的增加,提高材料整体的阻燃性能;而PP的α晶型的晶相含量为协效剂发挥协同效应提供了催化环境。甲基纤维素、二乙酸纤维素、糊精、硼酸、钼酸钠在一定程度上会降低IFR/PP的力学性能。当氧化锌添加量为2. 0wt%时,IFR/PP的抗拉强度从23. 60MPa下降到18. 00MPa,所以在选用氧化锌作为IFR/PP的协效剂时,避免其添加量大于2. 0wt%。