土耳其学者研究无卤阻燃剂对PP材料机械、结构、热学和阻燃性能取得阶段成果

聚丙烯（PP）它是世界上应用较广泛的材料之一，具有优异的机械性能、加工性能和化学稳定性。缺点主要是烯烃材料的常见问题，即高易燃性。

土耳其科研人员针对卤素系统添加可能造成的环境问题Metin Yurddaskal对金属氢氧化物、硼化合物、无机粘土等无卤阻燃添加剂的研究PP提高和提高材料阻燃性能的影响。

图1 四种矿物原料加工后的粒径分布图

研究人员选择碳酸钙/水菱镁矿、膨润土、三氧化二锑和硼酸锌作为原料，将原料研磨至纳米尺寸，并按比例加入粒径表征PP，研究了复合材料对拉伸性能的影响，提高了热性能和阻燃性能，并试图减少机械性能损失。

表1 PP复合材料及其组成比

采用XRD,FTIR,SEM表征复合材料的结构形态，表示纳米粒子的均匀分布；然后使用TGA表示复合材料的热性能：PP的T5(质量损失5%时的温度)和T50(质量损失50%时的温度)276℃和356℃，而且没有残碳。添加四种无卤阻燃剂后，复合材料T50有所提升，其中PP / 30A和PP / 30H残炭量和热稳定性的提高更为明显，T50提升超过30℃，PP/30A残炭量达到28.2%，热稳定性可进一步提高。(一点点想法:作者认为这里TGA热分解后产生的残留物可能是无机物，也可能是无机物的成分。纯属个人观点，如理解有偏差，请见谅，欢迎大家交流讨论)

用UL94和LOI对复合材料进行阻燃分析试验，结果表明纯度PP易燃，易滴，而且PP/A,Z,H 可达30%的添加量V-一级，无滴落，LOI从17上升到21左右，增加量达到50%V-0级；阻燃机理的分析主要体现在凝聚相和成炭屏障的保护上。一种有趣的现象：复合材料在低氧试验中逐渐熄灭火焰，在高氧条件下淬灭。(当然，鉴于之前的分析，笔者认为这里的阻燃机制可能与氢氧化物阻燃剂相似。在燃烧过程中，热降解产生水蒸气，吸收大量热量，稀释燃烧气体。个人想法，仅交流讨论)

表2 PP复合材料UL94与LOI结果

研究人员了复合材料的拉伸性能，结果表明复合材料的储能模量显著增加。虽然拉伸强度降低，但仍能满足工业领域的应用要求。其中，碳酸钙/水菱镁矿的综合性能较好。

图4 PP复合材料的拉伸强度和储能模量试验

总的来说，研究人员主要使用四种无机阻燃添加剂：碳酸钙/水菱镁矿、三氧化二锑、膨润土和硼酸锌PP探索阻燃应用，得出碳酸钙/水菱镁矿阻燃性和综合机械性能的较佳结论。该材料来源广泛，价格低廉，综合性能好。可以考虑推广应用。

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