黃 真， 王詩博， 任春雨， 劉 鶴， 徐 徐*， 宋湛謙

(1.南京林業(yè)大學(xué) 化學(xué)工程學(xué)院,江蘇 南京 210037;2.中國林業(yè)科學(xué)研究院 林產(chǎn)化學(xué)工業(yè)研究所,江蘇 南京 210042)

硬質(zhì)聚氨酯泡沫(RPUF)作為一種熱固性高分子聚合物，被廣泛應(yīng)用于運(yùn)輸、包裝、建筑保溫等領(lǐng)域，但是多孔結(jié)構(gòu)和較高的比表面積使得RPUF極易燃燒[1]。因此，為了拓展RPUF的應(yīng)用領(lǐng)域和提高使用安全性，制備一種阻燃性高的聚氨酯泡沫是一項(xiàng)有意義的工作。為了解決上述問題，鹵素阻燃劑最先被用于提高聚氨酯泡沫的防火性能。鹵素阻燃劑通過釋放出高密度的鹵化烴氣體，稀釋周圍空氣中氧氣的濃度來達(dá)到阻燃的效果。然而，這些鹵化烴形成的濃煙，會(huì)對(duì)人們的生命安全和環(huán)境帶來巨大的危害[2]。有機(jī)磷系阻燃劑在受熱分解時(shí)生成的聚磷酸會(huì)促進(jìn)基材脫水成炭，可以隔絕氧氣向反應(yīng)區(qū)的擴(kuò)散，從而提高材料的阻燃性能，但是磷系阻燃劑容易吸潮氧化，影響材料的耐久性[3]。無鹵、高效、低煙、無毒是新型阻燃劑的發(fā)展趨勢[4]。在這樣的發(fā)展要求下，硅基阻燃劑近年來得到了越來越多的關(guān)注，例如聚硅氧烷、多面體低聚倍半硅氧烷(POSS)等[5-6]。其中聚硅氧烷主鏈中的Si—O決定了其具有較高的熱穩(wěn)定性和較低的表面能，在燃燒過程中二氧化硅粒子會(huì)向材料表面遷移，并形成納米二氧化硅層，保護(hù)內(nèi)部未燃燒的基材[7]。但是伴隨著降解行為的發(fā)生，聚硅氧烷也會(huì)釋放出可燃性的環(huán)狀硅氧烷，明顯降低“屏障層”的致密性，從而直接影響阻燃劑的阻燃效率[8]。為了解決該問題，有研究發(fā)現(xiàn)在聚硅氧烷結(jié)構(gòu)中引入芳香環(huán)結(jié)構(gòu)可以顯著提高聚硅氧烷的熱穩(wěn)定性，因?yàn)榉枷悱h(huán)結(jié)構(gòu)具有較大的空間位阻，限制了聚硅氧烷鏈段的位移重排，減少了可燃性環(huán)狀硅氧烷的釋放，提高了聚硅氧烷的阻燃性。松香具有獨(dú)特的氫化菲環(huán)剛性結(jié)構(gòu)，在之前的研究中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)松香改性可以顯著提高聚硅氧烷的殘留率，但是關(guān)于松香改性聚硅氧烷阻燃性能的研究卻少有報(bào)道[9-10]。因此，本研究利用松香與氨基聚硅氧烷的酰胺化反應(yīng)制備了一種新型的松香改性聚硅氧烷阻燃劑，并將其作為聚氨酯軟段與多元醇進(jìn)行復(fù)配制備成阻燃聚氨酯泡沫，探究了其對(duì)聚氨酯泡沫熱穩(wěn)定性、阻燃性和機(jī)械性能的影響規(guī)律，以期為制備阻燃性能和機(jī)械性能優(yōu)良的聚氨酯泡沫提供參考，從而拓寬松香的應(yīng)用領(lǐng)域。

1 材料和方法

1.1 原料、試劑與儀器

松香，廣西松香廠；聚醚多元醇(ZS4110)：羥值430 mg/g，黏度(25 ℃)5 500 mPa·s，江蘇鐘山化工有限公司；多異氰酸酯(PM-200)：含NCO 30.0%～32.0%，黏度(25 ℃)200 mPa·s，煙臺(tái)萬華化學(xué)集團(tuán)。勻泡劑(AK-158)、八甲基環(huán)四硅氧烷(D4)、氨丙基甲基二乙氧基硅烷(KH-902)、冰醋酸、六甲基二硅氧烷(HMDSO)、無水乙醇、N, N-二甲基環(huán)己胺(DMCHA)、氫氧化鉀(KOH)，均為分析純，且使用時(shí)無需進(jìn)一步純化。

Nicolet IS10傅里葉變換紅外光譜(FT-IR)儀，美國Nicolet公司；NDJ-79旋轉(zhuǎn)黏度計(jì)，上海昌吉地質(zhì)儀器有限公司；UTM6502萬能拉力試驗(yàn)機(jī)(500N)，深圳三思縱橫公司；JF-3極限氧指數(shù)(LOI)儀，南京江寧分析儀器有限公司；TG209F1熱重分析(TG)儀(空氣氣氛，升溫速率10 ℃/min，測試溫度范圍40～800 ℃)，德國Netzsch公司；FTT2000錐形量熱儀(熱流量35 kW/m2)，英國FTT公司；JSM-7600F場發(fā)射掃描電子顯微鏡(SEM)，并配置一臺(tái)能譜儀(樣品測試前表面噴金處理)，F(xiàn)rontier PY-2020iD熱裂解氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用(Py-CG/MS)儀，日本電子株式會(huì)社；A-200靜態(tài)水接觸角測量儀(單次液滴滴入量5 μL)。

1.2 松香改性聚硅氧烷阻燃劑的制備

1.2.1合成路線 松香改性聚硅氧烷阻燃劑的合成路線見圖1。

1.2.2氨基聚硅氧烷的合成 根據(jù)實(shí)驗(yàn)室前期研究的制備工藝[9]，在配備冷凝回流、機(jī)械攪拌和氮?dú)馊肟诘?00 mL三口燒瓶中加入體積比為1 ∶1的KH-902和去離子水200 mL，在80 ℃下反應(yīng) 4 h。反應(yīng)結(jié)束后旋蒸后得到羥基封端的氨基聚硅氧烷(HTASO，黏度1 200 mPa·s)。在配備機(jī)械攪拌、溫度計(jì)、冷凝回流裝置和氮?dú)馊肟诘乃目跓恐屑尤際TASO 12.4 g、D487.6 g、催化劑KOH 0.1 g、封端劑HMDSO 1 g。在氮?dú)獗Ｗo(hù)和140 ℃的溫度下反應(yīng)6 h，反應(yīng)結(jié)束后冷卻至60 ℃，加入冰醋酸中和，減壓脫水得到透明黏稠狀的甲基封端氨基聚硅氧烷(MTASO)，黏度3 620 mPa·s。

圖1 RGSO的合成路線Fig.1 Synthetic route of RGSO

表1 松香改性聚硅氧烷阻燃劑的配方Table 1 The formulation of rosin grafted polysiloxane

1.2.3松香改性聚硅氧烷阻燃劑的合成 根據(jù)表1配方，將上述MTASO加入到裝有機(jī)械攪拌、溫度計(jì)、冷凝回流裝置和氮?dú)馊肟诘乃目跓恐小４w系溫度加熱至110 ℃之后將松香溶于100 mL無水乙醇中，滴加到四口燒瓶中，滴加完畢后反應(yīng)4 h。反應(yīng)結(jié)束后減壓得到淡黃色黏稠狀液體，即松香改性聚硅氧烷阻燃劑(RGSO，黏度6 500～6 800 mPa·s)。

1.3 阻燃聚氨酯泡沫的制備

通過“一步法”制備聚氨酯泡沫材料。將聚醚多元醇(ZS4110)50 g、催化劑DMCHA 0.2 g、勻泡劑(AK-158)3 g、發(fā)泡劑H2O 1.5 g和RGSO(RGSO-1～RGSO-4)50 g加入到燒杯中，在室溫條件下攪拌混合均勻。之后加入多異氰酸酯(PM-200)132.76 g，劇烈攪拌10 s后，迅速倒入鋼制模具中，在80 ℃下放置24 h完成熟化，即得阻燃聚氨酯泡沫材料RPUF-1～RPUF-4。在其他試劑不變的條件下，采用MTASO作阻燃劑，制備得到聚氨酯泡沫S-RPUF；不加阻燃劑，ZS4110 100 g，其他試劑不變的條件下，制備未改性硬質(zhì)聚氨酯泡沫P-RPUF。

2 結(jié)果與討論

2.1 松香改性聚硅氧烷阻燃劑的分析與表征

2.1.1FT-IR分析 甲基封端氨基聚硅氧烷(MTASO)、松香和松香改性聚硅氧烷阻燃劑(RGSO)的紅外光譜如圖2所示。

在MTASO的紅外光譜圖中，1411 cm-1處為氨基中C—N鍵特征吸收峰，1257 cm-1處為聚硅氧烷結(jié)構(gòu)中Si—C特征吸收峰，1081和1009 cm-1處分別為聚硅氧烷主鏈中Si—O的反對(duì)稱伸縮振動(dòng)和對(duì)稱伸縮振動(dòng)吸收峰[11]。在松香的紅外譜圖中，1691 cm-1處為松香結(jié)構(gòu)中—COOH的特征吸收峰。而在RGSO的紅外光譜中，由于MTASO的部分氨基與松香中的—COOH發(fā)生了反應(yīng)，因此羰基的吸收峰位移至1700 cm-1處，與此同時(shí)，1411、 1257、 1081和1009 cm-1處特征峰依然保留。分析表明，松香基團(tuán)被接枝到了聚硅氧烷的結(jié)構(gòu)中，松香改性聚硅氧烷阻燃劑制備成功[12]。

2.1.2Py-GC/MS分析 采用Py-GC/MS儀分析300 ℃時(shí)MTASO和RGSO的揮發(fā)物組分與結(jié)構(gòu)，氣相色譜圖見圖3，相關(guān)結(jié)果見表2。

由圖3可知，兩組樣品的出峰時(shí)間大致相同，說明兩種樣品的揮發(fā)物組分基本一致。由表2可知，與MTASO相比，RGSO-3的揮發(fā)組分中高相對(duì)分子質(zhì)量的環(huán)狀硅氧烷(D5、D6、D7和D9)含量減少，說明松香剛性基團(tuán)具有較大的空間位阻，在熱分解過程中限制了聚硅氧烷分子的斷鏈反咬重排，從而賦予了材料較好的熱穩(wěn)定性，提高了材料的殘?jiān)省?/p>

圖2 松香、MTASO和RGSO的紅外光譜圖 圖3 MTASO(a)和RGSO-3(b)的高溫?zé)崃呀鈿庀嗌V圖

2.2 聚氨酯泡沫的表征

表2 高溫?zé)崃呀鈸]發(fā)性組分的主要類型及含量Table 2 Main types and contents of high temperature pyrolysis volatile components

2.2.1熱穩(wěn)定性分析 樣品P-RPUF、S-RPUF和RPUF-3的TG/DTG曲線見圖4，相關(guān)數(shù)據(jù)列于表3。

其中初始熱分解溫度為樣品質(zhì)量損失5%時(shí)所對(duì)應(yīng)的溫度。由圖可知，所有樣品的熱分解行為主要分為2個(gè)階段，分別是由聚氨酯硬段和軟段的降解所造成[13]。與P-RPUF不同的是，S-RPUF和RPUF-3在分解開始前各有一個(gè)不明顯的峰，這是由于聚硅氧烷鏈段的裂解造成的；并且最大熱失重速率由P-RPUF的5.86%/min分別下降至S-RPUF和RPUF-3的5.33和3.61%/min。未改性的P-RPUF的初始熱分解溫度為286.4 ℃，甲基封端氨基聚硅氧烷改性的S-RPUF的初始熱分解溫度為272.2 ℃，但是在引入了松香剛性結(jié)構(gòu)之后，RPUF-3的初始熱分解溫度提高到了275.1 ℃。同時(shí)，S-RPUF和RPUF-3在800 ℃的殘?jiān)室矎腜-RPUF的2.1% 分別提升到了5.3%和9.4%。分析結(jié)果表明：與S-RPUF相比，RPUF-3具有更好的熱穩(wěn)定性，松香基團(tuán)的引入可以顯著提高聚氨酯泡沫的熱穩(wěn)定性。主要原因是由于松香氫化菲環(huán)結(jié)構(gòu)具有較大的空間位阻，在聚合物熱分解過程中限制了聚硅氧烷鏈段的運(yùn)動(dòng)，限制了聚硅氧烷的熱分解行為，進(jìn)而使松香改性聚氨酯泡沫的初始熱分解溫度有所升高，最大熱分解速率得到了明顯地降低，殘?jiān)实玫搅孙@著提高。

圖4 聚氨酯泡沫的TG(a)和DTG(b)曲線Fig.4 TG(a) and DTG(b) curves of polyurethane foams

表3 聚氨酯泡沫的熱重分析數(shù)據(jù)Table 3 Thermal decomposition data of polyurethane foams

2.2.2SEM分析 聚氨酯泡沫是一種多孔性材料，泡孔的大小分布會(huì)對(duì)材料的物理及力學(xué)性能產(chǎn)生很大的影響。利用SEM觀察聚氨酯泡沫表面的微觀形貌，結(jié)果見圖5。由SEM圖可以看到，3個(gè)樣品的泡孔均表現(xiàn)出規(guī)則的多邊形閉孔結(jié)構(gòu)，且經(jīng)過對(duì)比發(fā)現(xiàn)，3個(gè)樣品的泡孔尺寸無明顯差異，說明聚硅氧烷阻燃劑的使用沒有影響聚氨酯泡沫的發(fā)泡行為。由樣品中C、O、N、Si元素分布(EDS)測試結(jié)果，可以看到3種樣品的元素都均勻地分布在材料當(dāng)中，說明RGSO與基材具有較好的相容性。與S-RPUF相比，RPUF-3中Si元素區(qū)域的亮度有所降低，這主要是由于體系中阻燃劑的加入量是固定的(50 g)，松香含量的增加，導(dǎo)致了體系中硅元素含量的降低。

圖5 樣品P-RPUF(a)、S-RPUF(b)和RPUF-3(c)的SEM和元素分布圖Fig.5 SEM images and element mapping of P-RPUF(a), S-RPUF(b) and RPUF-3(c)

2.3 聚氨酯泡沫的阻燃性能測試

2.3.1極限氧指數(shù)(LOI)測試 可以維持材料燃燒的最低氧濃度，稱為材料的極限氧指數(shù)(LOI)，LOI是評(píng)價(jià)材料阻燃性能的重要指標(biāo)之一，LOI越高，材料的阻燃性能越好。測試結(jié)果表明：P-RPUF、S-RPUF、RPUF-1～RPUF- 4的LOI分別為(17.0±0.10)%、(18.7±0.15)%、(21.4±0.21)%、(22.9±0.17)%、(23.3±0.15)%和(22.0±0.20)%。未改性聚氨酯泡沫P-RPUF的LOI僅為17.0%，具有較高的可燃性。樣品S-RPUF的LOI提升到了18.7%，說明MTASO的硅氧烷鏈段可以提高聚氨酯泡沫的阻燃性，但是提升效果不明顯。引入RGSO之后聚氨酯泡沫RPUF的LOI得到了進(jìn)一步提升，隨著松香在RGSO中引入量的增加，樣品RPUF-1～RPUF- 4的LOI呈現(xiàn)出先增后減的趨勢，其中RPUF-3的阻燃性最好，LOI較改性之前提升了37.1%。這是因?yàn)樵谧枞季郯滨ヅ菽呐浞街校琑PUF-1～RPUF- 4中RGSO的添加量是固定的，因此松香含量的升高就意味著RGSO中聚硅氧烷鏈段含量的減少，從而導(dǎo)致體系中硅元素含量的減少，致使生成的硅炭層減弱。起初由于松香對(duì)聚硅氧烷阻燃效率的增效機(jī)制，隨著松香引入量的增加，阻燃性能也逐漸增加。當(dāng)松香引入量過高時(shí)，體系中硅元素的含量過低，此時(shí)硅元素的含量對(duì)阻燃性能高低起到了主導(dǎo)作用，所以RPUF-1～RPUF- 4的LOI呈現(xiàn)出先升后降的趨勢。

極限氧指數(shù)測試后樣品的數(shù)碼照片見圖6。未改性的樣品P-RPUF在燃燒后發(fā)生了嚴(yán)重的塌縮變形(圖6(a))。加入MTASO之后可以看到測試后的材料S-RPUF依然發(fā)生了扭曲變形，但是在表面出現(xiàn)了白色的納米二氧化硅層，這是由于硅氧鏈段在受熱時(shí)向材料表面遷移導(dǎo)致的，使得LOI值得到了提高(圖6(b))。加入了松香改性的RGSO之后，測試后的樣品RPUF-1～RPUF- 4(圖6(c)～圖6(f))具有較好的尺寸穩(wěn)定性，并且出現(xiàn)了均勻致密的富硅炭層，這是由于松香剛性基團(tuán)通過限制聚硅氧烷鏈段分解釋放易燃性的環(huán)狀硅氧烷，提高了納米二氧化硅的轉(zhuǎn)化率，使得富硅炭層更加致密，賦予材料優(yōu)良的阻燃性能。

a.P-RPUF; b.S-RPUF; c.RPUF-1; d.RPUF-2; e.RPUF-3; f.RPUF- 4圖6 聚氨酯泡沫極限氧指數(shù)測試后的數(shù)碼照片F(xiàn)ig.6 The digital photos of polyurethane foam after LOI test

2.3.2燃燒性能測試 通過錐形量熱儀測量材料的最大熱釋放速率(PHRR)、總熱釋放量(THR)、達(dá)到最大熱釋放速率時(shí)間(T-PHRR)等，來分析判斷樣品的燃燒性能，結(jié)果見圖7，相關(guān)數(shù)據(jù)見表4。由圖7(a)可知，3個(gè)樣品的熱釋放速率曲線均有兩個(gè)峰值，第一個(gè)峰值的出現(xiàn)是由于聚氨酯基體的熱分解，隨著測試過程中炭層的生成，熱釋放速率(HRR)在達(dá)到第一個(gè)峰值之后開始下降。隨著燃燒過程的持續(xù)進(jìn)行，導(dǎo)致炭層被破壞，使得HRR逐漸增加，在曲線出現(xiàn)第二個(gè)峰值之后逐漸下降，直至測試結(jié)束[14]。

圖7 聚氨酯泡沫的熱釋放速率(a)和總熱釋放量(b)曲線Fig.7 Heat release rate(a) and total heat release(b) curves of samples

對(duì)比樣品P-RPUF和S-RPUF可知，2個(gè)樣品的T-PHRR均為25 s，并沒有發(fā)生推移；PHRR分別為274.68和232.07 kW/m2，S-RPUF減小了15.5%；THR從42.89 MJ/m2減少至42.18 MJ/m2，說明氨基聚硅氧烷阻燃劑可以提高聚氨酯泡沫的綜合阻燃性能，但是效果并不明顯。與樣品P-RPUF相比，樣品RPUF-3的T-PHRR為35 s，發(fā)生了輕微的延遲，PHRR為151.55 kW/m2，降低了44.80%，并且THR也減少至40.93 MJ/m2。除此之外，第二個(gè)峰值出現(xiàn)的時(shí)間發(fā)生了明顯的延遲，這主要是因?yàn)樽枞紕┰诓牧媳砻嫔闪司哂衅帘巫饔玫募{米二氧化硅保護(hù)層[15]?；鹧媛铀俾?FIGRA)為PHRR與T-PHRR的比值，其數(shù)值越低，說明具有越高的防火系數(shù)[16]。RPUF-3的FIGRA從未改性材料的10.99 kW/(m2·s)減少至4.33 kW/(m2·s)，松香改性聚硅氧烷阻燃劑可以明顯增強(qiáng)聚氨酯泡沫的綜合阻燃性能。

表4 聚氨酯泡沫的錐形量熱測試數(shù)據(jù)Table 4 Cone calorimeter parameters of samples

2.3.3燃燒后炭層的結(jié)構(gòu)分析 為了進(jìn)一步了解松香改性聚硅氧烷阻燃劑的阻燃機(jī)理，對(duì)錐形量熱測試后的樣品殘留物進(jìn)行了分析。炭層表面的掃描電鏡圖見圖8。由圖可知，樣品P-RPUF殘?zhí)勘砻娣浅９饣?，并且出現(xiàn)了嚴(yán)重的凹陷和裂痕。這些裂痕的出現(xiàn)，為氧氣進(jìn)入材料內(nèi)部以及熱量向外釋放提供了通道，直接影響了P-RPUF的阻燃性能。在引入阻燃劑之后，S-RPUF和RPUF-3的殘留物表面呈現(xiàn)出粗糙的結(jié)構(gòu)，依然存在裂痕，但是相比之下，樣品RPUF-3的裂痕更少且納米二氧化硅層結(jié)構(gòu)更完整。

圖8 樣品P-RPUF(a)、S-RPUF(b)和RPUF-3(c)炭層表面的掃描電鏡照片F(xiàn)ig.8 SEM images of char residues of P-RPUF(a), S-RPUF(b), and RPUF-3(c)

圖9 不同樣品炭層表面的紅外光譜圖Fig.9 FT-IR spectra of char residues of samples

2.4 聚氨酯泡沫的壓縮強(qiáng)度分析

聚氨酯泡沫的機(jī)械性能對(duì)其應(yīng)用領(lǐng)域具有重要的影響。如表5所示，P-RPUF的壓縮強(qiáng)度為0.331 0 MPa，在加入了氨基聚硅氧烷阻燃劑之后，S-RPUF的壓縮強(qiáng)度迅速下降至0.112 5 MPa，這主要是由于聚硅氧烷結(jié)構(gòu)中存在Si—O—Si柔性鏈段。但是當(dāng)引入含松香剛性結(jié)構(gòu)的阻燃劑RGSO之后，RPUF-1的壓縮強(qiáng)度較S-RPUF出現(xiàn)了提升，并且隨著松香引入量的增加而逐漸增加至0.366 7 MPa。值得注意的是，隨著阻燃劑結(jié)構(gòu)中松香引入量的增加，改性聚氨酯泡沫的密度也出現(xiàn)小幅度增加，為了消除密度對(duì)材料壓縮強(qiáng)度的影響，引入了比壓縮強(qiáng)度的概念(即壓縮強(qiáng)度與密度的比值)。P-RPUF的比壓縮強(qiáng)度為5.71(kN·m)/kg，而RPUF- 4的比壓縮強(qiáng)度提升至6.25(kN·m)/kg。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：松香剛性結(jié)構(gòu)的引入，不僅提高了聚硅氧烷阻燃劑的阻燃效率，還可以彌補(bǔ)其柔性鏈段對(duì)材料壓縮強(qiáng)度的負(fù)面影響。繼續(xù)對(duì)聚氨酯泡沫進(jìn)行了靜態(tài)水接觸角的測試，P-RPUF的水接觸角為115.6°，在引入氨基聚硅氧烷之后S-RPUF的水接觸角顯著增加到了130.5°。相比S-RPUF，體系中引入松香改性聚硅氧烷之后，聚氨酯泡沫的水接觸角發(fā)生了輕微的降低，并且隨著松香引入量的增加而逐漸減小。這主要是由于低表面能的Si—O鏈段為聚氨酯泡沫提供了良好的疏水性，體系中阻燃劑的添加量是恒定的，所以松香含量的增加意味著阻燃劑中Si—O鏈段的減少，從而導(dǎo)致水接觸角隨松香引入量增加而降低。

表5 聚氨酯泡沫的物理機(jī)械性能Table 5 Physical-mechanical properties of the samples

3 結(jié) 論

3.1以松香和氨基聚硅氧烷為原料進(jìn)行酰胺化反應(yīng)，制備得到了松香改性聚硅氧烷阻燃劑(RGSO)，并將RGSO替代部分聚醚多元醇，通過化學(xué)交聯(lián)的方式引入到聚氨酯泡沫體系中，制備成松香基有機(jī)硅聚氨酯高分子阻燃材料。采用紅外光譜和熱裂解氣相色譜質(zhì)譜對(duì)阻燃劑的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征。紅外光譜圖中，羰基峰由1691 cm-1處位移到1700 cm-1處表明松香成功接枝到了MTASO的氨基基團(tuán)上。熱裂解氣相色譜質(zhì)譜分析表明，RGSO的揮發(fā)分中大分子質(zhì)量環(huán)狀硅氧烷的含量更少，說明松香剛性基因抑制了聚硅氧烷鏈段的重排反應(yīng)。

3.2熱重分析表明，松香結(jié)構(gòu)的引入有效限制了聚硅氧烷受熱造成的環(huán)狀硅氧烷的釋放，提高了納米二氧化硅的轉(zhuǎn)化率，從而增強(qiáng)了聚硅氧烷的熱穩(wěn)定性，使松香改性聚氨酯泡沫的殘?jiān)蕪奈锤男缘?.1% 提升到9.4%。

3.3LOI測試表明：RGSO的引入使得松香改性聚氨酯泡沫RPUF-3的阻燃性明顯提升，相較于未改性的材料P-RPUF，RPUF-3的LOI從17.0%提升到了23.3%，提升率為37.1%；聚氨酯泡沫的最大熱釋放速率下降了44.8%，火焰蔓延速率從10.99 kW/(m2·s)下降到了4.33 kW/(m2·s)，說明RGSO可以顯著提高聚氨酯泡沫的綜合阻燃性能。

3.4對(duì)聚氨酯泡沫燃燒后炭層的分析表明：材料表面覆蓋的白色層狀物為納米二氧化硅，并證明了松香氫化菲環(huán)可以提高生成的納米二氧化硅層的致密度，從而為聚氨酯泡沫提供一個(gè)有效的保護(hù)屏障。

3.5壓縮強(qiáng)度測試表明：松香的氫化菲環(huán)彌補(bǔ)了聚硅氧烷柔性鏈段的缺點(diǎn)，與未引入松香剛性結(jié)構(gòu)的聚硅氧烷阻燃劑改性的聚氨酯泡沫S-RPUF相比，RPUF- 4的壓縮強(qiáng)度由S-RPUF的0.112 5 MPa提升到了0.366 7 MPa。