吳 唯，胡煥波，2，沈 輝，趙天瑜

（1.華東理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，中德先進(jìn)材料聯(lián)合研究中心，上海 200237；2.?？耸匪芰现破罚ㄌ珎}）有限公司，江蘇蘇州 215400）

0 前言

隨著PP 在汽車、電氣、電子、包裝和建筑行業(yè)的應(yīng)用越來越廣泛，關(guān)于阻燃PP 材料的深入研究始終受到各國重視。由于含鹵阻燃聚合物燃燒時(shí)對環(huán)境產(chǎn)生的二次污染后果嚴(yán)重，因而無鹵阻燃成為PP 阻燃研究的一大趨勢［1-3］。IFR 是一類阻燃性能良好的無鹵阻燃劑，但大多數(shù)IFR 由無機(jī)鹽組成，本質(zhì)上具有親水性，與非極性的PP 相容性不好，而IFR 通常添加量都較多，常會(huì)導(dǎo)致阻燃PP 材料力學(xué)性能的下降。因此，研究開發(fā)高效阻燃劑以降低添加量是阻燃聚合物研究的熱點(diǎn)之一［4］。

IFR 與協(xié)效劑的復(fù)配提供了一種很有前景的制備高性能阻燃聚合物材料的方法。納米協(xié)效劑的使用有助于保持材料的力學(xué)性能，降低阻燃劑的添加量并提高阻燃性能，許多協(xié)效劑已經(jīng)用于此目的，如蒙脫土、磷酸α-鋯和層狀雙金屬氫氧化物（LDHs，又稱水滑石）等。其中，LDHs 層間具有可交換性的陰離子，由此可合成具有協(xié)效阻燃功能的LDHs［5］。4A 沸石，化學(xué)式為Na12Al12Si12O48·27H2O，是由硅氧和鋁氧四面體組成的三維骨架狀結(jié)構(gòu)化合物，4A 沸石阻燃聚合物材料時(shí)具有催化成炭并產(chǎn)生穩(wěn)定致密的膨脹性炭層的作用［6］，近些年來，與傳統(tǒng)IFR 結(jié)合使用時(shí)可在低添加量下提高聚合物的阻燃性能，且4A 沸石環(huán)保、價(jià)廉，在阻燃聚合物研究中備受關(guān)注。Tang 等［7］將4A 沸石摻入含有IFR 的PP 復(fù)合材料中，提高了材料的阻燃效率并增強(qiáng)了材料的成炭能力。Huang等［8］研究了4A 沸石對膨脹阻燃乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）復(fù)合材料的協(xié)同阻燃機(jī)理，結(jié)果表明，通過將4A 沸石引入EVA/IFR 體系，殘?zhí)恐行纬闪烁嗟氖Y(jié)構(gòu)，且其中的磷元素含量增加。

筆者研究團(tuán)隊(duì)曾研究和制備了O-SDS-LDHs在膨脹阻燃PP 中的協(xié)效阻燃作用機(jī)理［9］，結(jié)果表明，PP/IFR/O-SDS-LDHs（質(zhì)量比為75/23/2）具有比PP/IFR（質(zhì)量比為75/25）更好的阻燃效果。本文將進(jìn)一步探索4A 沸石與O-SDS-LDHs 對PP/IFR 無鹵阻燃材料的雙重協(xié)效阻燃作用與機(jī)理，以期制備具有更佳阻燃效果的無鹵阻燃PP材料。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要原料

PP，T30S，中國石化上海石油化工股份有限公司；

聚磷酸銨（APP），聚合度大于1 000，山東世安化工有限公司；

季戊四醇（PER），化學(xué)純，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；

抗氧劑1010，分析純，北京華威銳科化工有限公司；

四水合硝酸鈣［Ca（NO3）2·4H2O］、九水合硝酸鋁［Al（NO3）3·9H2O］，分析純，上海泰坦科技股份有限公司；

六水合硝酸鎂［Mg（NO3）2·6H2O］，分析純，上海凌峰化學(xué)試劑有限公司；

氫氧化鈉（NaOH），分析純，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司；

油酸鈉（C17H33CO2Na），分析純，上海笛柏化學(xué)品技術(shù)有限公司；

十二烷基硫酸鈉（C12H25OSO3Na），分析純，上海麥克林生化科技有限公司；

4A沸石，80～100目，阿拉丁化學(xué)試劑有限公司。

1.2 主要設(shè)備及儀器

電熱恒溫油浴鍋，DF-101S，邦西儀器科技（上海）有限公司；

真空干燥烘箱，DZF-6020，上海一恒科學(xué)儀器有限公司；

精密電子天平，YP602N，上海菁海儀器有限公司；

行星式球磨機(jī)，QM-3SP4，南京大學(xué)儀器廠；

pH計(jì)，5-2C，德國梅特勒-托利多儀器公司；

循環(huán)水式多用真空泵，JSM-6380LV，日本JEOL電子株式會(huì)社；

哈克轉(zhuǎn)矩流變儀，Polab QC，美國Thermo Haake公司；

平板硫化機(jī)，XLB-D400，上海橡膠力學(xué)廠；

垂直燃燒測試儀，CFZ-3，南京市江寧分析儀器有限公司；

極限氧指數(shù)測試儀，JF-3，南京市江寧分析儀器有限公司；

錐形量熱測試儀，6810-A001，蘇州正標(biāo)燃燒測試技術(shù)服務(wù)有限公司；

傅里葉變換紅外光譜儀（FTIR），Nicolet 5700，美國尼可利特儀器公司；

X 射線衍射儀（XRD），Ultima IV，日本理學(xué)株式會(huì)社；

掃描電子顯微鏡-能譜儀（SEM-EDX），S-3400，日本日立株式會(huì)社；

熱失重分析儀（TG），STA 409-PC/PG，德國NETZSCH儀器制造有限公司；

激光拉曼光譜儀（LRS），SPEX-1403，美國SPEX公司。

1.3 樣品制備

O-SDS-LDHs 的合成：采用一步共沉淀法合成OSDS-LDHs。先將0.06 mol Ca（NO3）2·4H2O、0.06 mol Mg（NO3）2·6H2O 和0.03 mol Al（NO3）3·9H2O 溶于100 mL 煮沸的去離子水中制備混合鹽溶液，并將其加入到配有機(jī)械攪拌和冷凝裝置的500 mL 三口燒瓶中升溫至70 ℃，再將配好的NaOH 同一定量煮沸的去離子水混合配制成堿溶液，水浴恒溫條件下以每2 s 一滴的速度滴加到混合鹽溶液中，當(dāng)混合溶液pH 值達(dá)到11左右時(shí)停止滴加，持續(xù)攪拌3 h 后向LDHs 前驅(qū)溶液中加入1.2 g/L 的油酸鈉和0.06 mol C12H25OSO3Na，繼續(xù)攪拌3 h，停止攪拌，75 ℃下靜態(tài)晶化21 h，整個(gè)裝置通氮?dú)獗Ｗo(hù)。取出濕濾餅，用煮沸的去離子水洗滌，洗滌至中性，除去產(chǎn)物中能夠溶于水的雜質(zhì)，放入真空干燥烘箱于80 ℃下干燥24 h，即制得O-SDS-LDHs 固體樣品，最后將固體樣品放入行星式球磨機(jī)球磨24 h，即可得到O-SDS-LDHs白色粉末樣品；

阻燃PP 材料的制備：制備復(fù)合材料前，先將PP、APP、PER、O-SDS-LDHs和4A沸石在85 ℃真空干燥烘箱中干燥24 h后，按表1的配方稱取各組分填料，初步混合至均勻。首先將PP添加到溫度為185 ℃、轉(zhuǎn)速為80 r/min的哈克轉(zhuǎn)矩流變儀中加熱熔融3 min，然后再加入預(yù)先混合均勻的阻燃劑填料，保持溫度繼續(xù)密煉12 min，接著將密煉制得的樣品放入規(guī)定樣品尺寸的模具中，將其放置于平板硫化機(jī)（185 ℃）中，預(yù)熱3 min，保壓4 min，室溫下冷壓成型5 min，得到用于各項(xiàng)測試的阻燃PP樣品。

表1 純PP和阻燃PP材料的樣品配方表 %Tab.1 Formulation of pure PP and PP composites %

1.4 性能測試與結(jié)構(gòu)表征

LOI 測試：采用氧指數(shù)測試儀，按照ASTM D2863進(jìn)行測試，樣品尺寸為100 mm×6.5 mm×3 mm；

UL 94 垂直燃燒測試：采用垂直燃燒儀，按照ASTM D3801-10 進(jìn)行測試，樣品尺寸為125 mm×12.7 mm×3.2 mm；

錐形量熱測試（CCT）：燃燒實(shí)驗(yàn)按照ISO 5660-1進(jìn)行測試，使用鋁箔將阻燃PP 樣品包覆，并使其上表面暴露，樣品尺寸為100 mm×100 mm×3 mm，每個(gè)樣品測試3次取其平均值；

SEM-EDX 分析：用導(dǎo)電膠將經(jīng)過CCT 后的樣品殘?zhí)筐じ接跇悠放_(tái)，然后進(jìn)行表面噴金處理，在15 kV的加速電壓下掃描成像，進(jìn)行表面形貌觀測；利用X 射線能譜檢測器收集樣品中不同元素特征X 射線的光學(xué)信息，分析樣品的元素種類及相對含量；

FTIR 分析：取少量經(jīng)過CCT 后的樣品的殘?zhí)窟M(jìn)行FTIR測試，測試前把所有樣品的殘?zhí)颗c溴化鉀均勻混合，研磨成粉末，再壓制成圓片狀，分辨率為4 cm-1，掃描范圍為4 000～400 cm-1；

LRS分析：將少量CCT后樣品的外層殘?zhí)恐糜谕该鞑Ａ悠放_(tái)上，在室溫下用波長為532 nm的氬激光線表征殘?zhí)康氖潭龋瑨呙璺秶鸀?00～2 000 cm-1；

TG 分析：稱取5～15 mg 樣品于坩堝中，氮?dú)夥諊乱?0 ℃/min 的升溫速率從30 ℃加熱至750 ℃，氮?dú)饬髁繛?0 mL/min。

2 結(jié)果與討論

2.1 阻燃性能分析

2.1.1 極限氧指數(shù)和垂直燃燒試驗(yàn)分析

從表2 可以發(fā)現(xiàn)，純PP 的LOI 值為18.0 %，PP/IFR 的LOI值為29.5%，說明IFR 能改善PP的阻燃性能。但PP/IFR 的UL 94 垂直燃燒試驗(yàn)僅能通過V-2級，熔滴現(xiàn)象依然存在。如果在PP/IFR中用2%的OSDS-LDHs 等量替換IFR，LOI 值進(jìn)一步提高到32.0%，UL 94 垂直燃燒等級通過V-0 級，并不再出現(xiàn)熔滴現(xiàn)象。當(dāng)再在上述PP/IFR/O-SDS-LDHs 中用0.5%～1.0%的4A沸石等量替換LDHs后，阻燃性能進(jìn)一步提高，其中當(dāng)4A沸石添加量為1.0%時(shí)，LOI值提高到34.0%，兩次燃燒熄滅的時(shí)間大大縮短，自熄性得到提高，并繼續(xù)保持UL 94 垂直燃燒等級為V-0 級，且無熔滴現(xiàn)象。而4A沸石添加量超過1.0%后，PP的阻燃性能有所下降。這可能當(dāng)4A 沸石添加量過大時(shí)，會(huì)加快IFR 酯化反應(yīng)過程，與發(fā)泡速率不匹配，破壞PP/IFR/O-SDS-LDHs的膨脹行為和炭化過程所致。

表2 樣品的LOI值和UL 94測試結(jié)果Tab.2 Results of LOI and UL 94 tests of the samples

2.1.2 錐形量熱測試分析

CCT 近似于真實(shí)燃燒環(huán)境，與真實(shí)火災(zāi)具有高度的相關(guān)性，可以用來預(yù)測真實(shí)火災(zāi)中阻燃材料的燃燒行為，能夠表征材料的燃燒性能。圖1 為在50 kW/m2熱通量下，PP、PP/IFR、PP/IFR/O-SDS-LDHs和PP/IFR/O-SDS-LDHs/Z1.0 樣品的錐形量熱測試曲線，表3是錐形量熱測試數(shù)據(jù)。

由圖1（a）、（b）和表3 可見，PP 純樣點(diǎn)火后發(fā)生劇烈燃燒，在HRR 曲線上出現(xiàn)的熱釋速率峰（PHRR）呈尖銳狀，PHRR 高達(dá)994 kW/m2、THR 為207 MJ/m2。PP/IFR 的PHRR 和THR分別下降到293 kW/m2和122 MJ/m2，說明膨脹阻燃劑使PP 的阻燃性能得到較明顯改善。在PP/IFR 中加入2 %的O-SDS-LDHs后，PP 的PHRR 和THR 進(jìn)一步降低。而在上述阻燃體系中添加1 %的4A 沸石后，PHRR 和THR 則繼續(xù)降 至134 W/m2和95 MJ/m2。在HRR 曲 線 上，PP/IFR 出現(xiàn)2 個(gè)不太尖銳的峰，這主要?dú)w因于APP/PER膨脹阻燃體系發(fā)生酯化反應(yīng)并在材料表面形成了膨脹炭層，隨著反應(yīng)的持續(xù)進(jìn)行，膨脹炭層被積聚的氣流沖破后又形成了新的膨脹炭層。而PP/IFR/OSDS-LDHs/Z1.0 樣品的HRR 曲線比較平坦，沒有明顯凸起的峰，且HRR 值始終低于其他幾條曲線，這說明4A 沸石的摻入可以增強(qiáng)膨脹炭層的強(qiáng)度和熱穩(wěn)定性，防止材料破裂并發(fā)生進(jìn)一步熱解。

由圖1（c）和表3 可知，PP 純樣的燃燒速度很快且不易成炭，在300 s 之后燃燒殆盡，基本沒有殘余物。添加25%的IFR 后，PP 的質(zhì)量損耗速率大大降低，殘?zhí)柯蔬_(dá)到11.93 %。PP/IFR/O-SDS-LDHs 和PP/IFR/O-SDS-LDHs/Z1.0 曲線的趨勢基本一致，質(zhì)量損耗速率進(jìn)一步減緩，殘?zhí)柯拭黠@提高，分別達(dá)到12.85 %和14.81 %，其中，添加4A 沸石的PP 樣品的質(zhì)量損耗更低，殘?zhí)柯矢摺?/p>

圖1 樣品的錐形量熱測試結(jié)果Fig.1 Conical calorimetric test results of the samples

表3中的火災(zāi)性能指數(shù)（FPI）是點(diǎn)燃時(shí)間（TTI）對PHRR 的比值，它與大型火災(zāi)中達(dá)到閃燃的時(shí)間有關(guān)。FPI 值越高，火災(zāi)危險(xiǎn)性越?。?0］?？梢园l(fā)現(xiàn)，4 個(gè)樣品中，PP/IFR/O-SDS-LDHs/Z1.0的FPI值最高。

表3 樣品的錐形量熱測試參數(shù)Tab.3 Conical calorimetric test results of the samples

上述阻燃性能研究結(jié)果表明，在保持膨脹阻燃體系添加量為25%不變的前提下，用1%的4A沸石代替等質(zhì)量的O-SDS-LDHs，能有效提高PP 材料的LOI值和自熄性能，通過UL 94 V-0 等級，且不出現(xiàn)熔滴現(xiàn)象，改善材料的熱穩(wěn)定性能，減低PP 材料的火災(zāi)危險(xiǎn)性。因此，4A 沸石與O-SDS-LDHs 對PP/IFR 具有良好的雙重協(xié)效阻燃作用。

2.2 成炭性能分析

2.2.1 殘?zhí)啃蚊卜治?/p>

從圖2可以看出，純PP沒有成炭能力，添加IFR后的PP 能形成局部膨脹炭層，但炭層蓬松且連續(xù)性差；在IFR 中添加O-SDS-LDHs后，明顯地觀察到PP能形成連續(xù)的炭層，但炭層表面仍然可見少量大小不一的孔洞，炭層的宏觀連續(xù)性和致密性還不夠；但當(dāng)IFR 中同時(shí)添加了O-SDS-LDHs 和4A 沸石后，PP 燃燒后所形成炭層的連續(xù)性和致密性明顯得到很大改善。

圖2 樣品殘?zhí)康臄?shù)碼照片F(xiàn)ig.2 Digital images of the char residues

由圖3 可知，兩種阻燃PP 殘?zhí)吭谖⒂^上均形成了結(jié)構(gòu)致密且連續(xù)的膨脹炭層，這種炭層能夠抑制內(nèi)部熱量和易燃性揮發(fā)物在外部環(huán)境和基體之間的傳遞。其中，PP/IFR/O-SDS-LDHs/Z1.0 殘?zhí)拷Y(jié)構(gòu)更加致密，使炭層單位面積所能承受的熱壓力更大，阻隔基體與外界環(huán)境熱傳遞具有優(yōu)勢。而且，其炭層間的缺陷、裂紋和空隙比PP/IFR/O-SDS-LDHs的殘?zhí)扛佟?/p>

圖3 樣品殘?zhí)康腟EM照片F(xiàn)ig.3 SEM of the char residues

2.2.2 殘?zhí)康腇TIR分析

由圖4 可見，3 個(gè)樣品曲線的趨勢基本一致。在3 400 cm-1附近出現(xiàn)的寬峰，這是由于APP 分解產(chǎn)生的—NH 和—OH 的伸縮振動(dòng)。在2 381 cm-1處的峰歸因于O=P—OH 結(jié)構(gòu)中的—OH 鍵。在約1 642 cm-1處的峰對應(yīng)于來自多芳環(huán)中的C=C 鍵的伸縮振動(dòng)。出現(xiàn)在1 178 cm-1和991 cm-1處的峰分別對應(yīng)于磷酸鹽-炭混合物中的P=O 和P—O—C 結(jié)構(gòu)。其中，對應(yīng)于多芳環(huán)中C=C 鍵的伸縮振動(dòng)峰，表明殘?zhí)恐行纬闪讼╊惖沫h(huán)狀芳香類化合物，這種炭層可有效阻礙熱量和可燃性氣體的傳遞，從而提高PP 復(fù)合材料的阻燃性和抑煙性。

圖4 樣品殘?zhí)康腇TIR譜圖Fig.4 FTIR spectrogram of the char residues

2.2.3 殘?zhí)康腅DX元素分析

從圖5 和表4 可以看出，PP/IFR/O-SDS-LDHs 含有C、O、P、Ca、Mg、Al 6 種元素，PP/IFR/O-SDSLDHs/Z1.0 含有C、O、P、Ca、Mg、Al、Si、Na 8 種元素，因4A沸石是由硅氧和鋁氧四面體組成的三維骨架狀結(jié)構(gòu)化合物，化學(xué)式為Na12Al12Si12O48·27H2O。對比發(fā)現(xiàn)，PP/IFR/O-SDS-LDHs/Z1.0殘?zhí)恐蠴、Al、Si、Na元素的相對含量明顯高于PP/IFR/O-SDS-LDHs 殘?zhí)?，有可能?A沸石中Si元素的引入有助于形成更加致密的多種金屬交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)硅炭層。而O 元素含量提高，表明4A沸石中的O元素在燃燒中參與了與APP的反應(yīng)，生成更多聚磷酸鹽保留在炭層中發(fā)揮阻燃作用。

圖5 樣品殘?zhí)康腅DX譜圖Fig.5 EDX spectrum of the char residues

表4 樣品殘?zhí)康腅DX分析結(jié)果Tab.4 EDX analysis results of the char residues

2.2.4 殘?zhí)康睦庾V分析

從圖6可以看出，樣品的拉曼光譜均在1 360 cm-1（D峰）和1 590 cm-1（G 峰）處顯示了兩組峰。其中D 峰代表石墨層中的缺陷和無序化程度，G 峰則與六方石墨的E2g模式所對應(yīng)的石墨化結(jié)構(gòu)有關(guān)。一般情況下殘?zhí)康氖潭纫訰值（D 峰與G 峰的強(qiáng)度比）的相對大小來評估。通常來說，R值越小，含石墨化結(jié)構(gòu)的殘?zhí)吭蕉?，炭層結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度越大，熱穩(wěn)定性就越高［11］。使用Origin 8.0/Peak Fitting Module對每條曲線進(jìn)行峰擬合，將曲線分為2個(gè)高斯帶，并計(jì)算R值。由表5對2個(gè)樣品拉曼光譜分析計(jì)算結(jié)果可見，含4A 沸石樣品殘?zhí)康腞值由1.68 下降到1.60，表明其炭層結(jié)構(gòu)強(qiáng)度更大，熱穩(wěn)定性更高。

表5 樣品殘?zhí)康睦治鼋Y(jié)果Tab.5 Results of Raman analysis of the char residues

圖6 樣品殘?zhí)康睦庾V圖Fig.6 Raman spectrum of the char residues

2.3 熱穩(wěn)定性能分析

由表6 可以看出，PP/IFR/O-SDS-LDHs 的質(zhì)量損耗50 %時(shí)的溫度（T50%）和質(zhì)量損耗速率最大時(shí)的溫度（Tmax）明顯高于PP/IFR 的，但質(zhì)量損耗5 %時(shí)的溫度（T5%）卻明顯低于PP 和PP/IFR 的，這是因?yàn)镺-SDS-LDHs 層間引入了有機(jī)陰離子使初始分解溫度降低。但PP/IFR/O-SDS-LDHs/Z1.0 的T5%、T50%和Tmax分別達(dá)到405 ℃、474 ℃和472 ℃，都明顯高于PP、PP/IFR 和PP/IFR/O-SDS-LDHs 相應(yīng)的溫度，說明4A 沸石的存在不僅弱化了O-SDS-LDHs 在燃燒初期層間有機(jī)陰離子分解的影響，而且兩者相互作用，還提高了PP/IFR 在燃燒初期和燃燒后期的熱穩(wěn)定性。PP/IFR/O-SDS-LDHs/Z1.0的700 ℃殘?zhí)柯蕿?8.6%，是幾種材料中最高的，這一結(jié)果與圖1（c）樣品錐形量熱質(zhì)量損耗結(jié)果一致，說明4A 沸石與PP/IFR/O-SDS-LDHs 之間形成了更加復(fù)雜的炭層結(jié)構(gòu)，存在著更加優(yōu)異的協(xié)同阻燃和催化成炭效應(yīng)。

表6 樣品在氮?dú)鈿夥障碌腡G數(shù)據(jù)Tab.6 TG data of the samples under N2 atmosphere

2.4 4A沸石與O-SDS-LDHs的雙重協(xié)效阻燃機(jī)理

綜合上述阻燃性能和殘?zhí)糠治鼋Y(jié)果，4A 沸石與OSDS-LDHs 對PP/IFR 的雙重協(xié)效阻燃可能由以下機(jī)理構(gòu)成。

當(dāng)PP/IFR/O-SDS-LDHs/Z1.0發(fā)生燃燒時(shí)，一方面，在燃燒反應(yīng)前期，4A 沸石和O-SDS-LDHs 對IFR具有促進(jìn)酯化的作用，從而大大加快了CO2、NH3等氣體的產(chǎn)生，加速了膨脹炭層的生成；隨著進(jìn)一步燃燒，溫度不斷升高，4A 沸石受熱分解成SiO2和Al2O3，OSDS-LDHs 受熱分解成Al2O3、CaO 以及MgO，體系中生成一種Si-P-Al-Ca-Mg-C 多金屬硅炭層，加固膨脹炭層，提高成炭效果，防止燃燒產(chǎn)生的氣體聚集破壞炭層結(jié)構(gòu)。另一方面，4A 沸石還可與APP反應(yīng)形成極具反應(yīng)性的磷酸鹽（鋁磷酸鹽和硅磷酸鹽），這些物質(zhì)可以催化膨脹炭層的形成，從而將更多的無定形炭轉(zhuǎn)變?yōu)槭繉樱岣咛繉拥膹?qiáng)度。與此同時(shí)，4A沸石與O-SDS-LDHs 還能促使阻燃體系形成諸如Al-O-P-C 等金屬交聯(lián)炭層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使PP 燃燒后形成了更加連續(xù)致密牢固的炭層。

上述效應(yīng)的共同結(jié)果是使PP 燃燒過程中能形成更致密牢固的炭層，使燃燒產(chǎn)生的氣體難以沖破炭層，更有效地阻礙熱量的傳遞和可燃性氣體的擴(kuò)散，從而降低所釋放的總熱量，減少可燃性氣體的釋放，從而提高阻燃效果。

3 結(jié)論

（1）在PP/IFR 中同時(shí)添加4A 沸石與O-SDSLDHs 后，PP/IFR/O-SDS-LDHs/Z1.0（質(zhì)量比為75/23/1/1）材料的LOI 值提高到34.0 %，垂直燃燒通過UL 94 V-0 等級，無熔滴現(xiàn)象；自熄性提高，HRR 和THR明顯降低，PP材料的阻燃性能明顯提高；

（2）4A 沸石與O-SDS-LDHs 能使PP 燃燒所形成炭層的連續(xù)性和致密性明顯提高，殘?zhí)恐行纬闪私宦?lián)網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)，衡量殘?zhí)渴潭鹊腞值明顯下降，表明其炭層結(jié)構(gòu)強(qiáng)度更大，熱穩(wěn)定性更高；

（3）4A 沸石能弱化O-SDS-LDHs 在燃燒初期層間有機(jī)陰離子分解的影響，與O-SDS-LDHs 一起有效提高PP/IFR在燃燒初期和燃燒后期的熱穩(wěn)定性；

（4）4A 沸石與O-SDS-LDHs 在PP/IFR 燃燒過程中可能生成Si-P-Al-Ca-Mg-C 多金屬硅炭層?？膳cAPP反應(yīng)通過形成反應(yīng)性磷酸鹽使無定形炭轉(zhuǎn)變?yōu)槭繉?，以及形成諸如Al-O-P-C 等金屬交聯(lián)炭層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而提高炭層致密度和牢固度，有效地阻礙熱量的傳遞和可燃性氣體的擴(kuò)散，提高阻燃效果。