Page 184 - 《精细化工》2022年第6期

第 39 卷第 6 期 精 细 化 工 Vol.39, No.6
2022 年 6 月 FINE CHEMICALS June 2022

橡塑助剂
壳聚糖包覆三聚磷酸钠微胶囊-可膨胀石墨协同

阻燃天然/杜仲并用胶

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1
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1
刘艳吉 ，程欣宇 ，李 政 ，付琬璐 ，李庆鹏 1,2 ，王 娜 1,2*
（1. 沈阳化工大学 辽宁省特种功能材料合成与制备重点实验室，辽宁 沈阳 110142；2. 沈阳先进涂层材
料产业技术研究院有限公司，辽宁 沈阳 110142）
摘要：以三聚磷酸钠（STPP）为芯材，壳聚糖（CS）为壁材，通过离子凝胶法成功制备了微胶囊 CS@STPP。
采用 SEM、FTIR 及 TG 对所制备的微胶囊形貌、化学结构和热性能进行了表征。将 CS@STPP 与可膨胀石墨（EG）
以一定比例添加到天然/杜仲（NR/EUG）并用胶中，探究 CS@STPP 与 EG 之间的协同作用对 NR/EUG 阻燃性
能的影响。采用极限氧指数（LOI）、垂直燃烧测试（UL-94）、锥形量热仪、拉曼光谱、SEM 和电子万能试验机
对 NR/EUG 并用胶的阻燃性能进行了分析。结果表明，当 m(CS@STPP)∶m(EG) = 4∶1 时，制备的 NR/EUG 并
用胶（记为 FRBR-5）阻燃效果最优，这归因于 CS@STPP 与 EG 的协同作用使形成的炭层结构更稳定致密、连
续性更好。此外，FRBR-5 的燃烧性能显著降低，其 LOI 达到 28.4%，UL-94 达到 V-0 等级，最大热释放速率为
2
471.7 kW/m 。
关键词：壳聚糖；三聚磷酸钠；微胶囊；天然橡胶；杜仲橡胶；橡塑助剂
中图分类号：TQ332.5 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2022) 06-1250-07

Chitosan coated sodium triphosphate microcapsules-expandable graphite
synergistic flame retardant natural rubber/eucommia ulmoides gum

1
1
1
2
1,2
LIU Yanji , CHENG Xinyu , LI Zheng , FU Wanlu , LI Qingpeng , WANG Na 1,2*
（1. Liaoning Provincial Key Laboratory for Preparation and Application of Special Functional Materials, Shenyang
University of Chemical Technology, Shenyang 110142, Liaoning, China; 2. Shenyang Research Institute of Industrial
Technology for Advanced Coating Materials, Shenyang 110142, Liaoning, China）
Abstract: Sodium tripolyphosphate (STPP) and chitosan (CS) were used as core material and wall material
to prepare microcapsules CS@STPP by ionic gel method. The surface morphology, chemical structure and
thermal property of microcapsules were characterized by SEM, FTIR and TG. The effect of synergistic
effect between CS@STPP and expandable graphite (EG) on flame retardant performance of natural
rubber/eucommia ulmoides gum (NR/EUG) was investigated by adding CS@STPP and EG to NR/EUG in
a certain proportion. The flame retardancy of NR/EUG was analyzed by limiting oxygen index (LOI),
vertical combustion test (UL-94), cone calorimeter, Raman spectroscopy, SEM and electronic universal
testing machine. The results showed that the prepared NR/EUG with m(CS@STPP)∶m(EG) = 4∶1
(denoted as FRBR-5) had the best flame retardant effect, which was attributed to the synergistic effect of
CS@STPP and EG to the formation of more stable and compact carbon layer structure and better continuity.
In addition, the combustion performance of FRBR-5 was significantly reduced, with LOI of 28.4% and
2
UL-94 reaching V-0 rating, and the maximum heat release rate was 471.7 kW/m .
Key words: chitosan; sodium triphosphate; microcapsules; natural rubber; eucommia ulmoides gum; rubber
and plastics auxiliaries

收稿日期：2021-11-29; 定用日期：2022-02-08; DOI: 10.13550/j.jxhg.20211216
基金项目：国家自然科学基金（51973124）；功能性高端镁质化工品生产技术及示范应用（2020YFC1909302）；辽宁省“兴辽英才计
划”项目资助（XLYC2005002）；2021 年辽宁省“揭榜挂帅”科技攻关项目（2021JH1/10400091）；2020 年辽宁省教育厅科学研究经
费项目（LZ2020002）；沈阳市科学技术计划-重大关键核心技术攻关专项（20-202-1-15）
作者简介：刘艳吉（1995—），男，硕士生，E-mail：llyyjj3611@163.com。联系人：王 娜（1977—），女，教授，E-mail：iamwangna@sina.com。