來源:北化工阻燃
聚丙烯(polypropylene,簡稱PP)是應(yīng)用廣泛的通用塑料之一,然而,由于其主鏈的C-C鍵能與紫外光能量相似,暴露在紫外線下會引起一系列的光物理和光化學(xué)相互作用,從而破壞化學(xué)鍵并在PP分子鏈上產(chǎn)生過氧化物,造成主鏈的斷裂,從而嚴(yán)重影響其使用性能。
北京化工大學(xué)火安全研究中心研究了磷氮阻燃劑MPP對PP光老化性能的影響,發(fā)現(xiàn)了MPP的存在能提高PP的抗光老化性能,延長其使用壽命,并在紫外光照射后仍具有良好的阻燃性能。該部分工作以The photoaging and fire performance of polypropylene containing melamine phosphate為題發(fā)表在ACS APPLIED POLYMER MATERIALS期刊上。文章作者為本中心19級博士生李雨純,通訊作者為北京化工大學(xué)王海僑教授和張勝教授。
抗光老化性能表征
圖1 紫外光輻照過程中PP以及PP/MPP表面裂紋變化
圖2 PP以及PP/MPP在不同紫外輻照的羰基指數(shù)
在紫外光照射120h后,PP表面產(chǎn)生了大量深而密的裂紋,其羰基指數(shù)達(dá)到了51.21%,表明PP已經(jīng)發(fā)生了嚴(yán)重的老化降解。在阻燃劑MPP的存在下,PP/MPP表面產(chǎn)生的裂紋明顯變少,羰基指數(shù)更是明顯小于純PP,表明MPP有明顯的抗光老化性能。
圖3 PP與PP/MPP在紫外輻照下的老化機(jī)理
MPP的三嗪環(huán)結(jié)構(gòu)的存在可以吸收最多的紫外線能量,從而有效防止UVA光進(jìn)入并損壞PP基體,從而有效地抑制PP的老化過程。
阻燃性能表征
圖4 紫外輻照前后的燃燒性能
PP在120h紫外輻照后,釋放更多的熱。這是由于輻照后PP分子鏈的降解會產(chǎn)生自由基和短分子鏈,從而使樣品更易燃。在加入MPP后,紫外輻照并沒有加快PP燃燒過程中產(chǎn)生更多熱,相反,還會有少量下降。
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