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[00070245]环境友好型N-P阻燃塑料的开发
联系人： 武汉工程大学
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技术详细介绍
阻燃剂作为各类聚合物材料的“保护伞”已经应用到生活生产的方方面面。添加卤化阻燃剂是一种成本低、效率高、易操作的阻燃方法。但是，卤化阻燃剂在燃烧过程中产生大量有毒产品和烟雾，对生态环境和人体健康带来严重威胁。磷系阻燃剂具备无卤化、低烟低毒、阻燃效果好等优点而得到了广泛应用；氮系阻燃剂能够增强磷系阻燃剂的阻燃效果。因此，常将氮系阻燃剂与磷系阻燃剂进行复配使用。阻燃剂的协同效应可大幅提高阻燃性能，并减少阻燃剂的用量，以减少阻燃剂对聚合物材料综合性能的影响。本成果主要描述了一种环境友好型N-P阻燃剂的制备方法并将其应用于多种高分子材料中，如：聚乳酸、聚羟基烷酸酯、聚丁二酸丁二醇酯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等。阻燃剂原料均为环境友好型材料。所合成阻燃剂可在燃烧时有效捕捉燃烧反应所需的自由基，同时在材料表面形成具有高热稳定性的交联网络，从而在气相及固相抑制材料燃烧。可利用转矩流变仪使得阻燃剂与聚合物基体充分混合，然后在挤出机作用下挤出物料。可将阻燃剂应用于各种高分子材料中，极大的提高其阻燃性能。同时所有原材料均对环境无污染，其应用于聚乳酸等生物材料中将有着更广泛的前景，有效的提高聚合物基体的阻燃性能。仅在聚乳酸中加入质量分数为5%的阻燃剂，LOI（极限氧指数）就从纯PLA的19%骤升至30%，添加量为15%时，LOI便超过了36%；锥形量热仪测试结果显示，阻燃剂添加量为15%的复合材料相比与纯PLA来说，其热释放速率峰值（PHRR）、总释热峰值（THR）、分别下降了26.44%、37.50%。且涉及的制备方法简单、原料来源广，适合推广应用。实现本成果的配套设施如下：实验室操作台（配水电及抽风系统）、高温鼓风烘箱、真空烘箱、旋蒸装置、超声仪器、转矩流变仪、挤出机、注塑机、破碎机、玻璃仪器、防护用品等。 根据中国公安部消防局数据显示，2018年全国因火灾造成的直接财产损失高达30亿元； 据不完全统计，市面多数阻燃剂采用的C-N-P或C-N-P-Cl体系，用到大量的三聚氰胺、聚磷 酸铵、硼酸铵、氯化石蜡等化学物质，均来自于石油化工原料。 若使用本成果中所制备的阻燃材料，各组分均为生物基原料，且PLA同为生物基聚合物， 降低了对石油基聚合物材料的依赖，前景广阔。本成果中所制备的阻燃剂性能优异，可大大 提高材料的阻燃性能。 在新闻国际咨询机构大观研究公司(Grand View)最新发布的报告称，由于建筑行业的增 长，特别是中国、印度、印尼的快速工业化将推动全球阻燃剂市场的增长，2020年全球仅膨 胀型防火阻燃剂市值就将超10亿美元。由此可见，我们所面临的市场极其广阔！
