含羟甲基化木质素膨胀阻燃聚丙烯复合材料的制备及阻燃性能

通过水热法对木质素(Lig)进行改性制得了羟甲基化木质素(Lig-OH),热重分析(TGA)发现Lig-OH具有较好的热稳定性能和成炭能力。将Lig-OH作为成炭剂,与聚磷酸铵(APP)、季戊四醇(PER)复配用于制备膨胀阻燃聚丙烯(PP)复合材料。借助极限氧指数仪、UL-94垂直燃烧仪、TGA和锥形量热仪等分别对阻燃PP复合材料的阻燃性能、热稳定性能、燃烧行为等进行了研究。结果表明,当阻燃剂总量为30%,APP/PER/Lig-OH三者质量比为6∶3∶1时,阻燃PP复合材料Lig-OH-IFR/PP的极限氧指数(LOI)值高达33%,且垂直燃烧UL-94过V-0级别,明显优于同等条件下含木质素膨胀阻燃PP。Lig-OH-IFR/PP在空气气氛中具有良好的高温稳定性能,T_max1较含Lig膨胀阻燃PP提高了近20℃,且800℃残留量增加了1倍多;锥形量热仪测试结果分析可知,Lig-OH的引入能够有效降低PP的热释放速率,减少火灾危险;残炭结构与形貌的分析结果显示,Lig-OH-IFR/PP所形成炭层的石墨化程度更高,且炭层更加致密完整。