多羥基化合物主要用作膨脹型阻燃劑中的成炭劑。盡管它們的分解溫度各不相同，?但在脫水劑的存在下，?可以在低于聚合物燃燒溫度下分解。本篇主要為大家介紹的是膨脹型阻燃劑中的成炭劑，以及碳源成炭劑對阻燃聚烯烴提高阻燃、力學(xué)性能有何幫助。

什么是成炭劑？

成炭劑是指在燃燒過程中能被脫水劑奪走水分而被炭化的物質(zhì)，?成炭劑是形成泡沫炭化層物質(zhì)的基礎(chǔ)。成炭劑主要是一些含炭量高的多羥基有機(jī)化合物，?如季戊四醇、山梨醇、淀粉和含有多羥基的有機(jī)化合物等。

高分子碳源成炭劑能提高阻燃PP的阻燃、力學(xué)性能嗎？

傳統(tǒng)意義上的碳源主要是一些易受熱脫水而形成炭結(jié)構(gòu)的多羥基化合物，如季戊四醇、淀粉、糊精等，但這些IFR用的成炭劑多羥基化合物如季戊四醇極性強(qiáng)，與聚烯烴的相容性不好，在使用過程可能發(fā)生滲出吸潮問題，影響阻燃效果的持久性、阻燃材料的電絕緣性及力學(xué)性能。

高分子碳源成炭劑能提高阻燃PP的阻燃、力學(xué)性能嗎？當(dāng)然是可以的，如下例所述：

可以采用一些易成炭的高分子材料如聚氨酯、聚酰胺代替小分子強(qiáng)極性化合物。將熱塑性聚氨酯（TPU）作為碳源，APP為酸源和氣源組成IFR?應(yīng)用于?PP?可得到阻燃性能和力學(xué)性能都較好的膨脹阻燃體系。

TPU的引入提高了體系的熱穩(wěn)定性，阻燃效果好壞取決于TPU所用多元醇的結(jié)構(gòu)，基于聚酯型多元醇的TPU相對于聚醚多元醇的TPU更有利于阻燃性能的提高，同時硬段含量高的TPU也更有利于阻燃性能的提高。尼龍6（PA-6）也可以被用于膨脹阻燃PP中用作成炭劑，但必須加入相容劑如乙烯-醋酸乙烯酯（EVA）以抑止APP的遷移并增加PA-6與PP間的相容性。

兩種含三嗪結(jié)構(gòu)的高分子成炭劑化學(xué)結(jié)構(gòu)

將具有成炭作用的小分子進(jìn)行聚合得到可作為碳源的高分子成炭劑可有效降低小分子成炭劑的負(fù)面影響。如意大利?Montedison?S。P。A?公司申請的美國專利US4504610以三聚氰氯和哌嗪及哌啶為原料合成了第一例含三嗪結(jié)構(gòu)的高分子成炭劑，并用于聚烯烴阻燃，證明阻燃材料的綜合性能良好。隨后申請的歐洲專利EP0475418A2，EP0544352A1，美國專利US5225463，US5124379，US5629382?都合成了基于三嗪結(jié)構(gòu)的高分子成炭劑，只是三嗪環(huán)上的取代基不同。采用季戊四醇的二聚體或三聚體代替季戊四醇也可以在一定程度上避免PER的水溶性問題。

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