高分子型含磷阻燃剂阻燃聚乳酸材料研究(3)
无机阻燃剂通常包括镁系阻燃剂、铝系阻燃剂、硼系阻燃剂等，常用的无机阻燃剂有三氧化二锑（ATO）、硼酸锌（ZB）、氢氧化镁（MH）等[14]。无机阻燃剂的主要优点是它们能够弥补使用其它阻燃剂所产生的不足，由于它们是无机结构，因此燃烧后对环境的影响很小。罗鸿鑫[15]等通过实验发现MH经表面处理过后与大分子接枝物复配成阻燃聚乳酸时，当MH用量达到40%时，氧指数可达30%以上，垂直燃烧可达UL94V-0级。
1.3磷系阻燃剂的研究背景
含磷阻燃剂是指化学组分中含有磷元素的阻燃剂。高分子型含磷阻燃剂材料在燃烧中生成的偏磷酸，偏磷酸聚合后覆盖于塑料表面，起到隔绝氧和可燃物的作用，从而达到阻燃效果。常用的有磷酸三(2,3-二溴丙基)酯、磷酸三(一氯丙)酯等。可用于聚氨酯、酚醛、聚酯等材料的阻燃。
磷及磷化合物很早就被用作阻燃剂而广泛使用,因此人们对它的阻燃机理研究得也较早。起初的发现是，在使用含磷阻燃剂的材料引燃时会生成很多焦炭,并减少了可燃性挥发性物质的生成量。燃烧时，含磷阻燃材料的热失重会显著降低,但阻燃材料的烟密度比未阻燃时增加。根据上面的事实提出了一些阻燃机理。[16] 磷化合物在不同反应区内所起的阻燃作用可分为凝聚相中阻燃机理和蒸汽相中阻燃机理，然而多数的含磷阻燃剂既可以在气相中发挥作用，也可在凝聚相下发挥阻燃作用，包括抑制火焰、酸催化成碳、含磷酸形成的表面屏障、碳层的隔氧和隔热等，这些因素对阻燃的相对贡献与被阻燃高聚物的类别和火灾条件息息相关，但在大多数情况下，都涉及磷阻燃剂的多种作用模式。[17] 在凝聚相，磷在燃烧时生成磷酸，在更高温度下则会生成偏磷酸，磷酸和偏磷酸都是良好的脱水剂，可让聚合物直接脱水炭化，从而避免了可燃性气体的生成﹔同时在燃烧织物表面形成了焦炭层，它不仅可以阻隔燃烧性气体和火焰前沿的接触，还可以将空气和热从燃烧织物表面隔开，从阻止织物的继续燃烧。对含氧的纤文素织物来说，磷系阻燃剂的阻燃效果非常好。[18-19] 挥发性含磷阻燃剂则是很有效的火焰抑制剂，它们在火焰中可分解生成小分子的PO、PO2、HPO2等，使得火焰中氢自由基浓度下降，进而使得燃烧中的链支化反应就进行的缓慢，甚至无法进行，从而阻止燃烧继续。
值得关注的是三嗪系磷酸盐阻燃剂，这类阻燃剂的主要是三聚氰胺的含磷酸盐及其衍生物，且多是同时含有磷、氮两种元素的分子，具有多重反应功能，磷-氮协同效果显著，具备良好的热稳定性、耐久性、阻燃效果好，与高聚物相容性也较好，因此应用面广泛，常用的有三聚氰胺磷酸盐MP、二三聚氰胺磷酸盐DMP、三聚氰胺聚磷酸盐MPP、二三聚氰胺焦磷酸眼DMPY等[20-21]
1.4阻燃聚乳酸的研究现状
1.5本文研究思路
本文通过挤出、注射成型的方法制备阻燃剂比例不同的聚乳酸材料，通过对复合材料进行氧指数测试、力学性能测试、热重分析、扫描电镜测试、残炭红外测试等方法来研究含磷阻燃剂对聚乳酸的阻燃效应及阻燃机理。主要研究内容包括以下几个方面：
（1）合成含磷阻燃剂。
（2）将阻燃剂按照不同比例加入聚乳酸中进行挤出注塑得到复合材料。
（3）通过X射线衍射、扫描电镜、红外测试等研究阻燃聚乳酸的阻燃机理。
（4）采用氧指数测试、热重测试来分析阻燃聚乳酸的阻燃性及热稳定性。
2 实验部分
2.1 实验原料
表2.1 实验原料
原 料 标 准 生 产 厂 家
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