膨脹型阻燃劑的改性及其在聚丙烯中應(yīng)用
膨脹型阻燃體系具有低煙、低毒、無腐蝕性氣體產(chǎn)生，對(duì)長(zhǎng)時(shí)間或重復(fù)暴露于火焰中有極好的抵抗性、無融滴滴落等優(yōu)點(diǎn)，特別適用于PP的阻燃。但該體系阻燃的PP通常存在兩方面的缺陷：(1)阻燃劑易吸潮，較易溶于水，易從聚丙烯中析出，降低阻燃效果，(2)PP加工溫度較高，需阻燃劑有一定的耐熱性。因此，研究阻燃劑對(duì)PP的熔化及結(jié)晶過程的影響，改善阻燃劑耐水性及耐熱性對(duì)阻燃劑應(yīng)用有很重要的意義。
聚丙烯阻燃研究的重要意義
目前生產(chǎn)和使用的高聚物材料絕大多數(shù)都是可以燃燒的，并且燃燒時(shí)產(chǎn)生的熱量大、溫度高、容易造成不完全燃燒而冒黑煙、以及隨燃燒而產(chǎn)生的諸如氯化氫、氰化氫、氟化氫、苯乙烯等有毒和腐蝕性氣體，這些都將給火災(zāi)后逃難、救生和消防等工作帶來各種新問題。
許多火災(zāi)的起始原因是電氣設(shè)備發(fā)生故障所致，如漏電、短路、電弧、過載、電火花而引起的燃燒。隨著社會(huì)生產(chǎn)的發(fā)展和人民生活水平的提高，各種家用電器，電熱器具、照明燈具、電視機(jī)、空調(diào)、電風(fēng)扇及電線電纜等，紅磷阻燃PP已經(jīng)廣泛深入到人們的生活之中，成為火災(zāi)危險(xiǎn)重要因素。在這些電器設(shè)備中，作為絕緣材料和結(jié)構(gòu)材料而大量被使用的正是高聚物材料。因此，欲使電器火災(zāi)不發(fā)生，就要求高聚物材料在電氣設(shè)備產(chǎn)生故障的情況下不著火，或者是著了火而不蔓延，即具有自熄性。在實(shí)際火災(zāi)中，因煙氣和毒氣直接致死的人數(shù)約占死亡總?cè)藬?shù)的40％以上。如果考慮到在燒死的人數(shù)中，還有多數(shù)是由于中毒暈倒后而被燒死的情況，那么，煙氣和毒氣將是火災(zāi)中導(dǎo)致人員死亡的**位原因。顯然，高聚物材料在各行各業(yè)及百姓生活中使用日趨廣泛，而其易燃性又給日常使用帶來可怕的火災(zāi)威脅，因此，研究高聚物阻燃之重要意義不言而喻。
在一般情況下，如果把紅磷阻燃PP高聚物材料暴露在70肛800℃以上，大火都會(huì)燃燒起來。因此，高聚物材料的阻燃性，所指都是它對(duì)早期火災(zāi)的阻抗特性，即以人員的逃難、救生或者滅火活動(dòng)成為可能為條件，針對(duì)在50晰00℃的較低溫度的火源或者總能量較小的火源來考慮的材料的阻燃性能。從概念上說，所謂材料的不燃性，就是不著火、不發(fā)焰、不延燃、無殘燼(不陰燃)和不炭化；而所謂阻燃性，則是僅炭化而不著火、不發(fā)焰，或者雖炭化、著火和發(fā)焰，但燃燒難以擴(kuò)展，即延燃(有焰)和殘燼(無焰燃燒)的時(shí)間短。
因此，高聚物材料的阻燃，從廣義上說，就是使易燃的高聚物材料變得難燃、使難燃的高聚物材料變得更難燃，并使其具有著火后能自己熄滅的特性，即所謂不延燃性，而且還包括不發(fā)生低煙害和低毒害等問題。
通用聚丙烯(PP)因?yàn)閮r(jià)格／性能指標(biāo)比較低，它的應(yīng)用可降低材料研制、設(shè)計(jì)費(fèi)用，無論是作為日常消費(fèi)品用材料，還是工業(yè)用材料，正受到極大的重視，但PP在應(yīng)用中的*大缺點(diǎn)之一是易燃(氧指數(shù)僅為17)，發(fā)熱量大，燃燒速度快，而且伴有燒滴現(xiàn)象，很易引起火災(zāi)，為此對(duì)PP進(jìn)行阻燃，將通用PP轉(zhuǎn)化為阻燃的功能PP，是拓寬其應(yīng)用領(lǐng)域的一個(gè)很重要的措施。
聚丙烯自增強(qiáng)復(fù)合材料的研究進(jìn)展概述
隨著環(huán)境保護(hù)意識(shí)的提升、綠色環(huán)保材料的大力提倡、資源短缺的加劇，目前有研究采用植物纖維、木粉、麥秸纖維等生物基材料增強(qiáng)聚丙烯的復(fù)合材料；另外通過改良注射設(shè)備及工藝的方法也可以增強(qiáng)聚丙烯的力學(xué)性能，紅磷阻燃PP如采用振動(dòng)注射工藝制備的聚丙烯韌性大大增強(qiáng)，但往往由于其中添加助劑和增強(qiáng)材料異相或操作復(fù)雜而導(dǎo)致整體回收難、再利用受限
單聚合物復(fù)合材料或者說自增強(qiáng)復(fù)合材料是近年來國(guó)內(nèi)外熱門的研究領(lǐng)域。復(fù)合材料的各個(gè)組分雖然保持其獨(dú)立性，然而*終表現(xiàn)出的性能卻并不是簡(jiǎn)單疊加了單個(gè)組分性能，紅磷阻燃PP復(fù)合材料在整體性能方面有重大提高。聚合物基體與增強(qiáng)材料在物理化學(xué)作用下得到的多項(xiàng)材料稱為單聚合物復(fù)合材料。其中相同的物質(zhì)形成了基體和增強(qiáng)材料兩相，通過兩相之問的界面結(jié)合對(duì)復(fù)合材料性能達(dá)到了增強(qiáng)的效果。與基體和增強(qiáng)體是兩種不同物質(zhì)的傳統(tǒng)復(fù)合材料相比，單聚合物復(fù)合材料在熔融可回收方面有著極大的優(yōu)勢(shì)和發(fā)展前景，對(duì)于聚合物回收再利用有著巨大的研究?jī)r(jià)值
由于紅磷阻燃PP的來源比較廣，價(jià)格低廉，是大規(guī)模商業(yè)化利用的通用樹脂之一，所以應(yīng)用聚丙烯作為基體材料，制備聚丙烯自增強(qiáng)材料具有重要意義。2002年，由英國(guó)利茲大學(xué)提供技術(shù)，Amoco纖維有限公司在德國(guó)Gronau建立了**條年產(chǎn)5000t聚丙烯自增強(qiáng)復(fù)合材料的生產(chǎn)線，其產(chǎn)品主要用于汽車底護(hù)板。其典型的應(yīng)用是用于Hereedes品牌的A級(jí)轎車的車底遮護(hù)板上。但國(guó)內(nèi)研究聚丙烯自增強(qiáng)材料的還較少，技術(shù)和工藝水平尚未成熟．
通過在纖維表面將聚合體外延結(jié)晶融化，使得纖維與基體發(fā)生粘結(jié)。由于基體和增強(qiáng)體這兩項(xiàng)在本質(zhì)上屬于同種物質(zhì)，具有相似的化學(xué)性質(zhì)，所以在熔融時(shí)會(huì)發(fā)生共同結(jié)晶，使得基體和增強(qiáng)體結(jié)合的更加緊密.