过渡金属氧化物对阻燃剂聚磷酸铵热分解的影响机制

过渡金属氧化物(MO)可以显著影响聚磷酸铵(APP)的热分解过程,进而改善APP复配膨胀阻燃聚合物材料的阻燃效率。将ZnO、Fe2O3、TiO2掺入到APP中,采用热失重分析(TGA)、X射线光电子能谱(XPS)和X射线衍射分析(XRD),考察了3种MO对APP热分解行为的影响,分析了相互作用过程中金属原子和磷原子化学结合状态的变化以及高温热分解产物的物相结构。TGA和XPS图谱分析结果表明,MO可降低APP的起始热分解温度,并催化APP释放NH3和H2O,而在热分解后期由于金属磷酸盐的形成可显著增加APP的高温残留量。3种MO催化APP热分解脱NH3和H2O的活性由大到小的顺序是:ZnO>Fe2O3>TiO2,而对APP凝聚相热分解P-O产物的交联能力从大到小的顺序为:Fe2O3>ZnO>TiO2。XRD结果显示,ZnO在高温下与APP反应生成了Zn(PO3)2晶体,而Fe2O3和TiO2与APP反应分别生成了Fe4(P2O7)3和TiP2O7晶体。     

膨胀阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料热降解及燃烧产烟研究

采用热失重、X-射线光电子能谱分析、氧指数及烟密度测试等方法研究了可膨胀石墨(EG)与聚磷酸铵(APP)复配膨胀阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料(RPUF)的热降解、燃烧性能及产烟行为.在此基础上利用锥形量热仪考察了EG/APP对磷酸三(β-氯异丙基)酯(TCPP)阻燃RPUF体系燃烧性能的影响.研究表明,EG与APP间的相互作用导致了EG/APP体系高温阶段失重速率下降、残炭量显著上升;EG/APP与RPUF之间的成炭作用以APP的化学成炭为主.与RPUF比较,RPUF/EG/APP的氧指数由19.8%提高至35.4%的同时,烟密度没有显著上升.对比EG、APP及EG/APP阻燃RPUF,体系残炭量越高、炭层耐热氧化能力越强,氧指数就越大;残炭表面越致密,产烟量就越少.添加EG/APP可显著降低含卤体系RPUF/TCPP的热释放、烟释放及CO释放速率,体现了EG与APP复合体系物理与化学膨胀结合的优势.     

过渡金属氧化物对阻燃剂聚磷酸铵热分解的影响机制

过渡金属氧化物(MO)可以显著影响聚磷酸铵(APP)的热分解过程, 进而改善APP复配膨胀阻燃聚合物材料的阻燃效率。将ZnO、Fe₂O₃、TiO₂掺入到APP中, 采用热失重分析(TGA)、X射线光电子能谱(XPS)和X射线衍射分析(XRD), 考察了3种MO对APP热分解行为的影响, 分析了相互作用过程中金属原子和磷原子化学结合状态的变化以及高温热分解产物的物相结构。TGA和XPS图谱分析结果表明, MO可降低APP的起始热分解温度, 并催化APP释放NH₃和H₂O, 而在热分解后期由于金属磷酸盐的形成可显著增加APP的高温残留量。3种MO催化APP热分解脱NH₃和H₂O的活性由大到小的顺序是:ZnO>Fe₂O₃>TiO₂, 而对APP凝聚相热分解P-O产物的交联能力从大到小的顺序为:Fe₂O₃>ZnO>TiO₂。XRD结果显示, ZnO在高温下与APP反应生成了Zn(PO₃)₂晶体, 而Fe₂O₃和TiO₂与APP反应分别生成了Fe₄(P₂O₇)₃和TiP₂O₇晶体。     

金属氧化物对聚丙烯膨胀阻燃体系阻燃性能的影响

将Bi2O3、Sb2O3、SnO2添加到聚磷酸铵(APP)和双季戊四醇(DPER)膨胀型阻燃聚丙烯(PP)体系中,采用氧指数(OI)、热分析(TGA)、热红联用(TG-FTIR)和扫描电镜(SEM),考察它们对膨胀阻燃体系的催化协效作用,探讨其作用机理.结果表明,3种金属氧化物在适量的添加下都可以提高体系的氧指数.TG结果表明,Bi2O3的加入可以提高膨胀炭层在高温时的热稳定性,增加高温时残余物的量;TG-FTIR结果显示添加Bi2O3后,膨胀阻燃剂在热分解过程中,气体的释放过程发生了改变.膨胀炭层的SEM图表明,Bi2O3可以改善膨胀炭层的形貌,提高炭层的隔热隔质性能.0.1 wt%的Bi2O3和1 wt%的纳米黏土复配用于膨胀阻燃体系中,可以在阻燃剂添加20份下,样品氧指数达到28.3;在阻燃剂添加25时,样品(3.2 mm)通过UL-94 V-0级.0.1 wt%的Bi2O3和1 wt%纳黏粘土的添加,还可以提高体系的力学性能.