消防科学与技术 ›› 2024, Vol. 43 ›› Issue (6): 842-849.
何亮潮1, 杨亿成1, 刘宏1,2, 孔庆红1,2
He Liangchao1, Yang Yicheng1, Liu Hong1,2, Kong Qinghong1,2
摘要: 为探究不同P/N含量对EP复合材料阻燃性能的影响及不同席夫碱官能团数量对EP复合材料热性能的影响,以水杨醛(SAL)、3-氨基-1,2,4-三氮唑(ATZ)、对苯二胺(PPD)、三聚氰胺(MEL)和9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)为原料,分别制备了3种新型含磷席夫碱阻燃剂SAPO、SPPO、SMPO,SAPO是三氮唑-席夫碱阻燃剂,SPPO是苯环-席夫碱阻燃剂,SMPO是三嗪-席夫碱阻燃剂。采用1H-NMR、FT-IR表征3种阻燃剂的结构,同时证明成功合成3种阻燃剂。3种阻燃剂不仅结构组成不同,席夫碱官能团数量也不同:1 mol SAPO、SPPO、SMPO分别含有1、2、3 mol席夫碱官能团。使用垂直燃烧测试、极限氧指数测试、热重分析、锥形量热测试探究EP复合材料热性能和阻燃性能。结果显示,与EP相比,EP/6%SAPO、EP/6%SPPO、EP/6%SMPO的垂直燃烧测试均达到UL-94 V0等级;LOI值分别达到32.9%、32.3%和33.5%;残炭量分别增加到23.6%、24.7%和25.1%;PHRR值分别降低了20.2%、25.8%、27.9%;THR值分别降低了15.2%、17.8%、20.3%。EP复合材料的阻燃性能随着P/N含量增加而增强;热性能随着席夫碱官能团数量增加而增强。阻燃机理主要归因于P元素在气相捕获自由基切断链式反应、在凝聚相促进炭化脱水形成炭层,隔绝气体交换和热传导;N元素在燃烧时释放不可燃气体,降低可燃气体浓度,带走热量。