聚丙烯是一种综合性能优异的通用塑料，在汽车、家电、电子产品、复合材料等领域应用广泛。当今社会对材料使用过程中的安全性要求越来越高，聚丙烯本身是一种易燃材料，因此其阻燃问题已经成为在许多领域应用的关键。尤其是近年来对环保和绿色材料的关注，不仅要求实现聚丙烯阻燃，而且还要求阻燃剂无卤、低烟、低毒等，膨胀型阻燃剂因而成为聚丙烯无卤阻燃技术的最佳策略。然而，当前的膨胀型阻燃剂添加量比较大，严重影响力学性能、热稳定性、光泽度等性能，无法满足日益发展的下游技术和产品的要求。

高效阻燃聚丙烯效果图

宁波材料所李娟研究员等人提出一种简单的方法，在商品膨胀阻燃剂体系中引入功能性催化剂，催化高效阻燃的同时，兼顾相容性。前期的研究已经实现了使膨胀阻燃剂添加量降低40wt%，为目前国际上该类膨胀阻燃剂体系最高效率。然而由于该功能性催化剂本身有颜色，虽然仅添加微量，但是也使材料变色。颜色是材料使用过程中消费者非常关注的性能，所以如何在实现高效阻燃的同时保持聚丙烯的本色成为该方法走向应用的关键。本年度在前期的工作基础上，通过技术改进取得了新的进展，可以在保持较高阻燃效率的前提下实现材料浅色或白色的效果，这一工作为该高效膨胀阻燃体系向应用发展推进了一步。

膨胀阻燃PP的冲击强度

相关研究成果发表在J. Anal. Appl. Pyrol.（DOI:10.1016/j.jaap.2016.03.007），Polym. Adv. Technol.,（DOI:10.1002/pat.3786），J. Mater. Chem. A（2013, 1:15242-15246）和RSC Adv.（2014, 4:32902-32913）；申请专利3件（ZL201310315174.2，CN201310314817.1，CN2015109818176 ）。此项研究也得到了国家自然科学基金和宁波市科技创新团队项目的资助。

大赠送阻燃小知识3类常用的PP塑料阻燃剂1溴系阻燃剂大部分溴系阻燃剂在200-300℃下会分解，此温度范围正好也是聚丙烯的分解温度范围，所以在聚丙烯受热分解时，溴系阻燃剂也开始进行分解，并能捕捉其降解反应生成的自由基，从而延缓或终止燃烧的链反应。同时释放出的HBr本身是一种难燃气体，这种气体密度大，可以覆盖在材料的表面，起到阻隔表面可燃气体的作用，也能抑制材料的燃烧。溴系阻燃剂的主要缺点是降低被阻燃基材的抗紫外线稳定性，燃烧时生成较多的烟、腐蚀性气体和有毒气体，使其应用受到了一定限制。2磷系阻燃剂磷系阻燃剂起阻燃作用在于促使高聚物初期分解时的脱水而碳化。这一脱水碳化步骤必须依赖高聚物本身的含氧基团，对于本身结构具有含氧基团的高聚物。它们的阻燃效果会好些。对于聚丙烯来讲，由于本身的分子结构没有含氧的基团，单独使用磷系阻燃剂时阻燃效果不佳，但是如果与(0H)3和Mg(OH)2等复配即可产生协同效应，从而得到良好的阻燃效果。3磷-氮系阻燃剂磷-氮系阻燃剂又称膨胀型阻燃剂，含有这类阻燃剂的高聚物受热时，表面能够生成一层均匀的碳质泡沫层，起到隔热、隔氧、抑烟的作用，并防止产生熔滴现象，故具有良好的阻燃性能。膨胀型阻燃体系一般由三个部分组成：酸源(脱水剂)，碳源(成碳剂)和气源(氮源、发泡源)。膨胀型阻燃剂主要通过形成多孔泡沫碳层在凝聚相起阻燃作用。磷一氮系阻燃剂具有无卤、低烟、低毒的优点。

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