Page 195 - 《精细化工》2022年第2期

第 2 期 王建航，等: DOPS 衍生物阻燃剂的合成及聚乳酸复合材料的性能 ·399·

PLA/MAH-DOPS-15%的残炭量增加到 1.36%，说明 表 1 PLA 及其复合体系的 LOI 和 UL-94 测试数据
阻燃剂 MAH-DOPS 的加入促进了 PLA 成炭，在凝 Table 1 LOI and UL-94 test data of PLA and its compound
聚相发挥一定的阻燃作用，改变了聚合物的降解途 system
径，阻止材料进一步燃烧 [19] 。由复合材料 PLA/MAH- P 质 UL-94
样品 量分 LOI/% 滴 引燃脱
DOPS 的 DTG 曲线可知，加入阻燃剂 MAH-DOPS t 1/t 2 等级
数/% 落 脂棉
后，复合材料 PLA/MAH-DOPS 的 R max 下降，说明
PLA 0 21.6 —/— 是 是 无级别
MAH-DOPS 在一定程度上抑制了 PLA 的分解。
PLA/DOPO-HQ-5% 0.48 26.8 3.24/17.85 是 是 无级别
PLA/MAH-DOPS- 0.47 28.1 1.24/0.99 是 否 V-0
5%
PLA/MAH-DOPS- 0.94 28.8 1.14/0.94 是 否 V-0
10%
PLA/MAH-DOPS- 1.41 29.9 0/0 是 否 V-0
15%
注：t 1/t 2 表示 UL-94 测试中第 1 次与第 2 次的燃烧时间（s）；
“—”表示离火后持续燃烧，不能自熄；0/0 表示点火时离火即熄灭。

PLA 和复合材料 PLA/MAH-DOPS 的 CONE 测
试结果如图 4 和表 2 所示。

图 3 PLA 和复合材料 PLA/MAH-DOPS 的 TG 和 DTG
曲线
Fig. 3 TG and DTG curves of PLA and PLA/MAH-DOPS
composites

2.4 MAH-DOPS 对 PLA 阻燃性能的影响
通过 UL-94 和 LOI 对 PLA 复合体系的阻燃性
能进行了研究，结果如表 1 所示。由表 1 可见，纯
PLA 的 LOI 为 21.6%，UL-94 无级别，有熔融滴落
现象。PLA/MAH-DOPS-5%的 LOI 为 28.1%，达到了
UL-94 V-0 级；在相同添加量下，由市售阻燃剂

10-(2,5-二羟基苯基)-10-氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧 a—THR 曲线；b—TSR 曲线
化物（DOPO-HQ）制备的 PLA/DOPO-HQ-5%的 LOI 图 4 PLA 和复合材料 PLA/MAH-DOPS 的 CONE 测试曲线
Fig. 4 CONE test curves of PLA and PLA/MAH-DOPS
为 26.8%，UL-94 无级别。这可能是因为 MAH-DOPS
composites
中含有 S、P 元素，具有协同阻燃作用，导致在 P
质量分数相近的情况下，PLA/MAH-DOPS-5%具有 由表 2 可见，随着 MAH-DOPS 质量分数的增
更高的 LOI 和 UL-94 等级。随着 MAH-DOPS 添加 大，复合材料 PLA/MAH-DOPS 的点燃时间（TTI）
量的增大，复合材料 PLA/MAH-DOPS 的 LOI 呈上升 缩短，这是因为，阻燃剂 MAH-DOPS 的 T 5% 较低，
趋势。当阻燃剂质量分数为 15%时，PLA/MAH- 会促使复合材料 PLA/MAH-DOPS 提前分解，这与
DOPS-15%的 LOI 提高至 29.9%。在测试过程中发现， 热稳定性的分析结果一致。由表 2 和图 4a 可见，复
复合材料 PLA/MAH-DOPS 仍然会产生熔滴现象，这 合材料 PLA/MAH-DOPS 的总热释放量（THR）随
可能是因为熔滴会带走燃烧时产生的热量，从而起到 着 阻燃剂 质量 分数的 增大 大致呈 下降 趋势 。
一定的阻燃作用 [20] 。 PLA/MAH-DOPS-15%的 THR 比纯 PLA 降低了约