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·818· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 36 卷

的氧浓度。 MASS 缓慢减少，燃烧时间和出现最大热释放速率
改性过的水滑石在接下来的燃烧过程中，水滑 时间均显著延长。以上结果表明，无论是改性还是
石因脱水，层间氢键消失，层板坍塌，片层结构游 未改性的水滑石对 PP 均具有良好的阻燃作用，能有
离于材料中间，与此同时，衣康酸、钛酸酯偶联剂 效地抑制火焰的传播和热量的释放。而改性过的
受热分解形成碳酸、焦磷酸等物质，提供丰富的碳 LDHs 能够提供丰富的碳源，促进基体成炭，形成
源，促进基体成炭，形成熔融炭质层，坍塌的水滑 熔融炭质层，能增加 PP 的阻燃性能。
石片层结构游离于熔融质炭层中增强炭层强度，加
上产生水蒸气、二氧化碳等不燃性气体逸出，使得
熔融质炭层膨胀，并带走部分热量，膨胀炭层随着
持续加热而逐渐稳固，起到隔火隔热的作用，保护
基体，使得基体不继续分解，达到阻燃的目的。
2.2.2 PP/LDHs 复合材料的热稳定性
PP 和阻燃 PP 的 TGA 曲线见图 7。图 7 的热失
重分析结果表明，未改性 LDHs 降低了 PP 的热稳定
性，而复合改性过的 ITA-LDHs 显著提高了 PP 的热
稳定性。这是因为未改性的 LHDs 为极性物质，与

非极性的 PP 基体相容性差，阻燃剂与基体难以形成 图 8 PP 和阻燃 PP 的热释放速率曲线
均一的复合体系，导致局部 LDHs 集中、成炭能力 Fig. 8 HHR curves of PP and FR-PP

太强，从而降低了 PP 的热稳定性；而 ITA-LDHs 提
高了阻燃剂与 PP 的相容性，因而改善了阻燃剂与
PP 的热稳定性。从图 7 还可见，无论是未改性的还
是改性的，都提高了 700 ℃时的残余率，并且改性
过 LDHs 的残余率更高，达到了 11.96%，而 Shi [22]
等用衣康酸单独改性和十二烷基硫酸钠/衣康酸复
合改性水滑石的残余率低于 10%，这表明用衣康酸/
钛酸酯偶联剂复合改性水滑石对聚丙烯的热稳定性
要优于十二烷基硫酸钠/衣康酸复合体系。

图 9 PP 和阻燃 PP 的总热释放速率曲线
Fig. 9 THR curves of PP and FR-PP

图 7 PP 和阻燃 PP 的 TGA 曲线
Fig. 7 TGA curves of PP and FR-PP

2.2.3 PP/LDHs 复合材料的锥形量热仪分析
图 10 PP 和阻燃 PP 的质量变化曲线
采用锥形量热仪测定了纯 PP 及阻燃 PP 样品的 Fig. 10 Mass change curves of PP and FR-PP
燃烧参数，如热释放速率（HRR）、总热释放速率
（THR）和质量损失率（MASS），结果见图 8~10， 2.2.4 PP/LDHs 复合材料的力学性能
阻燃剂的添加量为 20%。图中的数据表明，纯 PP 复合材料的拉伸强度和弯曲强度测定结果见图
点燃后迅速燃烧，210 s 燃尽，THR、HRR 迅速增 11、12。
加，MASS 迅速减少；而添加水滑石和改性水滑石 从图 11 和图 12 可以发现，添加两种阻燃剂均
的 PP 点燃后均缓慢燃烧，THR 和 HRR 缓慢增加， 会降低材料的弯曲强度和拉伸强度，而改性过的