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磷氮阻燃剂可以提高PP阻燃性及抗光老化性能
发布时间:2021.07.28
信息摘要:
磷氮阻燃剂MPP对PP光老化性能的影响,发现了MPP的存在能提高PP的抗光老化性能,延长其使用寿命,并在紫外光照射后仍具有良好的阻燃性能。并在PP分子链上产生过氧化物,造成主链的断裂,从而严重影响其使用性能。


来源:北化工阻燃


聚丙烯(polypropylene,简称PP)是应用广泛的通用塑料之一,然而,由于其主链的C-C键能与紫外光能量相似,暴露在紫外线下会引起一系列的光物理和光化学相互作用,从而破坏化学键并在PP分子链上产生过氧化物,造成主链的断裂,从而严重影响其使用性能。



北京化工大学火安全研究中心研究了磷氮阻燃剂MPP对PP光老化性能的影响,发现了MPP的存在能提高PP的抗光老化性能,延长其使用寿命,并在紫外光照射后仍具有良好的阻燃性能。该部分工作以The photoaging and fire performance of polypropylene containing melamine phosphate为题发表在ACS APPLIED POLYMER MATERIALS期刊上。文章作者为本中心19级博士生李雨纯,通讯作者为北京化工大学王海侨教授和张胜教授。


抗光老化性能表征



257-01-紫外光辐照过程中PP以及PPMPP表面裂纹变化
图1 紫外光辐照过程中PP以及PP/MPP表面裂纹变化






257-02-PP以及PPMPP在不同紫外辐照的羰基指数
图2 PP以及PP/MPP在不同紫外辐照的羰基指数



在紫外光照射120h后,PP表面产生了大量深而密的裂纹,其羰基指数达到了51.21%,表明PP已经发生了严重的老化降解。在阻燃剂MPP的存在下,PP/MPP表面产生的裂纹明显变少,羰基指数更是明显小于纯PP,表明MPP有明显的抗光老化性能。



257-03-PP与PPMPP在紫外辐照下的老化机理


图3 PP与PP/MPP在紫外辐照下的老化机理


MPP的三嗪环结构的存在可以吸收最多的紫外线能量,从而有效防止UVA光进入并损坏PP基体,从而有效地抑制PP的老化过程。



阻燃性能表征




257-04-紫外辐照前后的燃烧性能


图4 紫外辐照前后的燃烧性能


PP在120h紫外辐照后,释放更多的热。这是由于辐照后PP分子链的降解会产生自由基和短分子链,从而使样品更易燃。在加入MPP后,紫外辐照并没有加快PP燃烧过程中产生更多热,相反,还会有少量下降。



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