环氧树脂包覆聚磷酸铵微胶囊的制备及其对聚丙烯的阻燃效果

来源：复合材料学报杂志2015年第3期北京时间：

作者：刘成娟, 陈葵, 纪利俊, 朱家文,

摘要：为了探究环氧树脂包覆聚磷酸(EP@APP)微胶囊对聚丙烯(PP)的阻燃效果, 首先, 采用原位聚合法以EP为外壳包覆APP, 制备了EP@APP微胶囊, 并将其与PP进行复合, 制备了EP@APP/PP复合材料。然后, 测试了EP@APP微胶囊的溶解性, 探讨了工艺参数对溶解性的影响; 考察了EP@APP微胶囊的耐水性, 并借助红外光谱分析了EP@APP微胶囊的表面官能团。最后, 测试了PP复合材料的极限氧指数、拉伸强度和热重曲线, 并分析了PP复合材料的热分解动力学。结果表明:当EP的加入量为APP的10wt%、固化剂加入量为EP加入量的15wt%时, 采用先于40 ℃下维持1 h、再于70 ℃下维持1 h的阶跃升温方法可制备包覆完全的EP@APP微胶囊; 该种微胶囊在水中溶解度低, 且具有良好的耐水性。在PP中添加EP@APP微胶囊后, PP复合材料的极限氧指数为35.5%, 达到V-0燃烧等级, 燃烧后的残炭量增多, 成炭效果明显优于直接添加APP的PP复合材料。与APP相比, EP@APP微胶囊对PP拉伸强度的破坏程度明显降低。EP@APP微胶囊的加入使PP复合材料的表观活化能由100.8 kJ/mol提高到127.5 kJ/mol, 改变了PP复合材料的热降解氧化过程, 且生成的残炭形成了稳定的保护炭层。研究结果表明EP@APP微胶囊可有效提高PP复合材料的阻燃性能。

关键词：聚磷酸铵, 环氧树脂, 聚丙烯, 溶解度, 极限氧指数, 拉伸强度,