聚磷酸铵的合成及其阻燃性能研究

周莹¹，孙汉洲¹，吴志平²，胡云楚¹，刘元²

(1.中南林业科技大学,理学院,湖南,株洲,412006;
2.中南林业科技大学,工业学院,湖南,长沙,41004)

摘要:复合型高效阻燃剂是当前阻燃技术研究的重要方向之一.根据木材阻燃的炭量增加理论,利用水溶性试验、灼烧成炭试验和热分析方法研究了聚磷酸铵的合成条件、聚磷酸铵-硼酸复合阻燃剂的复合阻燃效应.聚磷酸铵的最佳合成条件是:磷酸:尿素摩尔比为1:1.8,预聚合温度为(124±2)℃,预聚合反应时间为25min左右,聚合固化温度230～240℃左右,聚合固化时间为140min左右.在最佳条件下合成的聚磷酸铵的聚合度为23.3,溶解度为0.67g/100mL水,阻燃处理杨木粉在400℃灼烧30min的成炭率为38.9%,是同一条件下未处理杨木粉灼烧成炭率的2.15倍.聚磷酸铵和硼酸以4:1复配所制得的聚磷酸铵-硼酸复合阻燃剂,对木粉的成炭率为40.5%,相对复合阻燃效应为43.2%.200～300℃是木粉热解燃烧的主要阶段,也是阻燃剂发挥阻燃作用的主要阶段.聚磷酸铵-硼酸复合阻燃剂在高温下不仅能催化木材产生更多的木炭,而且能使木炭结构紧密、不易燃烧.

关键词:聚磷酸铵; 硼酸; 灼烧成炭试验; 阻燃性能; 复合效应;

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