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大分子阻燃劑是將小分子阻燃劑結(jié)構(gòu)通過化學(xué)反應(yīng)得到的一種富含阻燃元素結(jié)構(gòu)、與高分子間相互作用較好的一種富含元素結(jié)構(gòu)、與高分子間相互作用較好的大分子阻燃元素結(jié)構(gòu)、與高分子間相互作用較好的大分子阻燃化合物。

大分子阻燃劑具有五大特點(diǎn)：（1）相對分子質(zhì)量較大，不易遷移；（2）相對于小分子阻燃劑，穩(wěn)定性更好；（3）與高分子基體的相容性更好；（4）結(jié)構(gòu)中含有更多的阻燃元素或基團(tuán)；（5）不易制備。

大分子阻燃劑的制備技術(shù)

制備大分子阻燃劑的關(guān)鍵是尋找合適的大分子阻燃劑結(jié)構(gòu)和優(yōu)選工藝路線。較為理想的大分子阻燃劑應(yīng)具有多種阻燃元素或結(jié)構(gòu)基團(tuán)，具有較好的熱穩(wěn)定性、一定的分子質(zhì)量，以及與多數(shù)基體間優(yōu)良的相容性。

含磷含氮的大分子阻燃劑

大量研究發(fā)現(xiàn)，磷、氮元素之間具有較好的增效和協(xié)同作用。趙巍等通過三聚氰胺四亞甲基硫酸膦齊聚物（MTMPSO）與聚磷酸銨（APP）一系列阻燃復(fù)配實(shí)驗(yàn)，將膨脹阻燃體系（IFR）添加到聚乙烯（PE）中，探討阻燃性能。結(jié)果表明：添加IFR的PE在800℃的殘?zhí)抠|(zhì)量分?jǐn)?shù)為23.4%；當(dāng)IFR質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到32.0%時(shí)，就可通過UL-94 V-0級，極限氧指數(shù)LOI 為26.0%。

MTMPSO的結(jié)構(gòu)示意圖

張麗麗等以苯基膦酰二氯和哌嗪為原料合成了一種新型大分子含磷氮阻燃劑——聚苯基膦酰哌嗪。該大分子阻燃劑對聚碳酸酯具有明顯的阻燃作用，添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7.0%阻燃劑后的聚碳酸酯的LOI為34.8%。

聚苯基磷酸哌嗪的制備途徑

謝華理等合成了一種新型具有自由基淬滅功能的大分子膨脹型阻燃劑（HAPN），并將其與APP復(fù)配阻燃聚丙烯（PP）,研究了HAPN與APP的質(zhì)量比對PP阻燃性能的影響。

HAPN的合成路線

含磷含硅的大分子阻燃劑

WANG L C等成功合成了含磷含硅的大分子阻燃劑螺環(huán)季戊四醇二磷酸二磷酰氯/9，10-二氫-9-oxa-10-磷酸三烯-10-氧化物/乙烯基甲基二甲氧基硅烷（SPDV）。SPDV和氫氧化鎂（MDH）復(fù)配之后阻燃EVA，當(dāng)EVA、MDH、SPDV按質(zhì)量比10:5:3混合后，LOI為29.4%,UL-941達(dá)到V-0級，并且沒有熔滴。

SPDV的結(jié)構(gòu)式

含磷含氮含硅的大分子阻燃劑

韋平等以新戊二醇、三氯氧磷、二羥基硅油和氨基和氨基烷氧基硅烷為原料，成功制備了2類含磷、氮、硅的膨脹型大分子阻燃劑，并將其用于PP阻燃。結(jié)果表明:磷、硅、氮元素存在阻燃協(xié)效性，明顯提高了PP降解后的殘?zhí)抠|(zhì)量分?jǐn)?shù)，大大改善了阻燃性能。

PSiN Ⅰ和PSiN Ⅱ的結(jié)構(gòu)式

陳少華等采用對苯二胺、三氯氧磷、季戊四醇和氨基硅油成功制備了一種磷、氮、硅一體化的新型膨脹型阻燃劑(P-N-Si IFR)，并將其應(yīng)用于PP的阻燃。結(jié)果表明:含有P-N-Si IFR質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的PP阻燃體系的LOI可達(dá)34 %，平均熱釋放速率(MHRR)和殘?zhí)抠|(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為94 kW /mZ和15.2%;優(yōu)于磷氮膨脹型阻燃劑加入PP體系的30.7% (LOI) ,240kW/mz (MHRR) ,8. 7%(殘?zhí)抠|(zhì)量分?jǐn)?shù))，在阻燃和增強(qiáng)熱穩(wěn)定性效果方面更加明顯。

QIU Y等Cz37通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%硅氧烷(MVC)、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3 % DOPO和三嗪環(huán)結(jié)構(gòu)化合物(TGD)的EP比直接添加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%TGD或者質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4% MVC的EP具有更好的阻燃效果，并認(rèn)為MVC與TGD組成的P-N-Si IFR同時(shí)發(fā)揮了凝聚相和氣相阻燃機(jī)理，并表現(xiàn)出了明顯的協(xié)效作用。

有機(jī)-無機(jī)大分子阻燃劑

環(huán)三磷睛衍生物是一種新型的有機(jī)一無機(jī)磷氮阻燃體系，具有穩(wěn)定的六元環(huán)剛性結(jié)構(gòu)，熱穩(wěn)定好，在凝聚相中阻燃效果突出。

馬海云等[25]以六氯環(huán)三磷睛(HCCP)與1-氧基磷雜-4-羥甲基-2，6，7-三氧雜雙環(huán)[2，2，2]辛烷(PEPA)為原料，合成出一種磷睛衍生物阻燃劑六(1-氧代-1-磷雜-2,6,7-三氧雜雙環(huán)[2，2，2]辛烷-4亞甲基)環(huán)三磷睛（PEPAP）。結(jié)果表明:當(dāng)PEPAP質(zhì)量分?jǐn)?shù)為25%時(shí)體系的LOI為29. 4%，且該體系能夠通過UL 94 V-0級;體系殘?zhí)刻繉油暾旅芮液辛姿峥犷惤Y(jié)構(gòu)，表明PEP-AP是固相阻燃機(jī)理。

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