Page 204 - 《精细化工》2021年第9期

·1918· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 38 卷

增大，聚氨酯泡沫的初始热分解温度逐渐降低，表 低，致使泡孔变大，且由于磷酸酯结构的双亲性，
明阻燃作用的开始 [25] 。RPUF-1~4 的初始热分解温 使其具有较好的匀泡作用，使得泡沫孔尺寸更均匀，
度（T 5% ）分别为 245.8、239.4、237.9、229.1 ℃， 均匀及更大的孔可以保留更多的二氧化碳。
而无磷聚氨酯的初始热分解温度为 263.7 ℃。初始
热分解温度的降低是由于含磷化合物（P—O—C 键
不稳定）通常在相对较低的温度下先分解所致，分
解形成的保护磷碳层能在材料表面形成隔热层。由
图 6 结合表 8 数据可知，随着磷含量增加，RPUF
的最大失重速率温度（T max ）呈下降趋势，且失重
速率逐渐降低，有效减缓了 RPUF 的热分解速率，
提高了材料的热稳定性。未添加阻燃剂的聚氨酯泡
沫在 700~900 ℃内，失重持续明显，900 ℃残炭量
仅有 7.9%，而化合物Ⅲ添加量为 10%时，900 ℃残
炭量为 20.7%。含磷聚氨酯失重较缓，随着磷含量
增加，残炭量无明显升高，最终分解结果类似，但
均比无磷聚氨酯残炭量高约 10%，进一步说明含磷 图 7 RPUF-0（a）、RPUF-1（b）、RPUF-3（c）、RPUF-5
阻燃剂提前分解形成的磷碳层起到了一定的屏障 （d）断面的 SEM 图
Fig. 7 SEM images of the cross-section of RPUF-0 (a),
保护作用，减缓了聚氨酯泡沫本体的分解。 RPUF-1 (b), RPUF-3 (c) and RPUF-5 (d)

2.4.3 阻燃剂对 RPUF 残炭形貌的影响
为了证实磷化合物被保留在焦层中并起到阻燃
屏障的作用，利用 SEM 对残炭物的形态结构进行测
试。图 8 为热重分析后 900 ℃下残炭物的 SEM 图。
由图 8 可见，未添加阻燃剂的残炭物出现坍塌，胞
状结构基本降解，孔结构及孔支柱基本消失；添加
阻燃剂的残炭物表面呈织网状，基本完整地保留了
支柱及孔的结构。因此，覆盖炭层起到保护屏障的
作用，阻碍了燃烧过程中的传质传热。

图 6 RPUF-0~5 的 DTG 曲线
Fig. 6 DTG curves of RPUF-0~5

表 8 不同阻燃剂添加量的热分析数据
Table 8 Thermal analysis data of different flame retardant
dosage
R max/ 残炭量
样品 w(Ⅲ)/% w(P)/% T 5%/℃ T max/℃
(%/min) /%
RPUF-0 0 0 263.7 317.09 –7.57 7.9
RPUF-1 10 0.60 245.8 308.59 –6.31 20.7
RPUF-2 20 1.19 239.4 302.39 –6.06 22.6
RPUF-3 30 1.76 237.9 298.89 –5.91 23.1
RPUF-4 40 2.30 229.1 296.29 –5.72 22.2

RPUF-5 50 2.82 231.0 296.69 –5.60 22.1
图 8 RPUF-0（a）、RPUF-1（b）、RPUF-3（c）及 RPUF-5
注：w(Ⅲ)是阻燃剂质量占聚醚 4110 质量的百分数；w(P) （d）在 900 ℃下残炭的 SEM 图

是阻燃 RPUF 中磷的质量分数。 Fig. 8 SEM images of carbon residue of RPUF-0 (a),
RPUF-1 (b), RPUF-3 (c) and RPUF-5 (d) at 900 ℃
2.4.2 阻燃剂对 RPUF 泡孔的影响
如图 7 所示，随着阻燃剂添加量的增加，胞状 2.4.4 阻燃剂添加对 RPUF 机械性能和阻燃性能的
结构逐渐增大且数量减少。阻燃剂的添加致使泡沫 影响
体系黏度降低，导致泡沫的发泡倍率增加，密度降 阻燃剂添加量对材料机械性能及阻燃性能的影