分子筛是一类由Si04*A104_四面体通过氧桥连接 而成的晶体硅铝酸盐，它们不仅具有均匀的孔结构、大 的比表面积，而且表面极性很高。在膨胀型阻燃体系中 加入分子筛会促进APP提前分解释放NH3，并与释放的 矶3反应形成质子酸，进而以质子酸的形式催化 APP/PETA的酯化反应，使体系的成炭化学反应过程提 前，如Schemel所示【|4]。另外，从图3中可以看出，当 温度超过500‘C时，加有分子筛复合材料的残炭量高于 ABS/APP/PETA复合材料。这是由于高温下分子筛分解产 生了 Si02、A1203，形成了高反应活性的磷酸盐物质(铝-磷酸盐、硅-磷酸盐)，即膨胀炭层有Si-P-Al-C化学键的 生成,能促进成炭及稳定炭层结构，从而使残炭量提高115

 

着温度的进一步升高，质量逐渐减少，当温度达到600.C 时，失重基本完成，由于产生的次磷酸一部分在高温下挥 发，另一部分在高温作用下形成磷酸和磷化氢，而形成的 磷酸在强热作用下进一步脱水形成多聚的偏磷酸，该化学 反应在60CTC左右基本上完成，之后残渣量基本上保持不 变。其反应如Scheme 2(a)所示。图8为APP/AlPi在空气 氛下的理论计算和实验热重曲线，从图中可以看出，在 270-640°C,实验曲线的残炭量要较理论曲线的残炭量要 小，而温度髙于64(TC时，其实验曲线的残炭量要较理论 曲线的残炭量高,上述现象说明了 APP能够与AlPi相互作 用，形成了一种具有网状结构的无机磷酸盐玻璃体物质，

 

覆盖在聚合物的表面，隔热和隔质，起到凝聚相阻燃的作 用，其反应如Scheme2(b)所示。同时，降解过程中产生的 多聚偏磷酸具有强烈的脱水性，能够脱去PETA中的水分 子而碳化，起到固相阻燃的作用。

 

蒙脱土作为一种层状硅酸盐纳米复合材料，在 ABS/PETA/APP/OMMT体系中，OMMT均匀分散于阻燃 体系中，能够减缓和阻碍燃烧过程中ABS降解产生的可燃 性小分子向燃烧界面的迁移以及外界氧气向材料内部的渗 透，提高材料的阻燃性能。而从图5中可以看出，OMMT 和IFR复配使用时不仅能够提高材料的热稳定性能，而且 能够促进材料的高温成炭。这一双重阻燃功效说明OMMT 和IFR在发挥各自阻燃作用的同时还产生了协同阻燃作 用。当温度达到20(TC以上时，采用烷基季铵盐插层改性 的OMMT将按照Horfmann降解机理产生烯烃、胺及质子 酸[16]，质子酸与APP分解产生的多聚磷酸促进PETA醋化 反应，最终脱水成炭。

 

双噁唑啉类化合物易于与羧基、胺基、羟基以及酰胺基等基团反应，因此它广泛用于聚合物的改性 中。在ABS/APP/PETA/BOZ阻燃体系燃烧时，一方面BOZ能够与PETA的降解产物(带有羧基或胺基） 发生偶联反应，增大阻燃体系的熔体强度，使形成的炭层不易滑落。另一方面，BOZ有可能吸收聚合 物燃烧时候产生的H •和OH •以及空气中的氧气，在一定程度上降低燃烧体系中自由基的浓度或燃烧 时氧气浓度，抑制聚合物的燃烧，提高体系的阻燃性能和热稳定性能。

 

4结 论

 

(1)四种添加剂的加入显著改善了 ABS/APP/PETA体系的阻燃性能，当2%(wt)的AlPi添加剂加入时， 阻燃体系的氧指数达到33,并通过UL-94的V-0阻燃级别。

 

(2)添加剂的加入在一定程度上起到了催化或促进了二者的酯化反应，提高了阻燃体系的热稳定性 和残炭量，且氧气的引入能够改变阻燃体系的残炭结构。