Page 187 - 《精细化工》2022年第6期
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第 6 期 刘艳吉，等: 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 ·1253·
–1
1251 cm 处为 STPP 中 P==O 键的特征吸收峰，3400 cm –1 由图 3 可以看出，CS@STPP 在(120±5) ℃下
处为—OH 键的伸缩振动吸收峰。CS@STPP 中同时 的质量损失率比 STPP 和 CS 都高，这是由于
含有 STPP 和 CS 的特征吸收峰，说明所制备的 CS@STPP 在合成过程中产生的结合水低温分解。随
CS@STPP 中含有 STPP 和 CS。其中，CS 在 1652 着温度的升高，CS@STPP 具有明显的热稳定性，
–1
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和 1589 cm 处的特征峰向 1635 和 1543 cm 处偏 500 ℃时 CS@STPP 的质量保留率远高于 CS 和
移，表明 CS 的氨基和 STPP 的磷酸基团发生了相互 STPP，这是由于 CS@STPP 中 STPP 分解产生的磷
作用，增强了壳聚糖固体颗粒的分子与分子间作用 酸类物质使 CS 脱水炭化，产生绝热 P—O—C 键，
力，形成微胶囊结构 [27] 。 导致质量保留率升高 [29] 。根据热分析数据可以得出，
在 500 ℃以上，CS@STPP 比 CS 或纯 STPP 具有更
好的热稳定性。因此，CS@STPP 可以作为阻燃剂在
高温下应用。
2.3 FRBR 的阻燃性能分析
图 4 为 CS@STPP 与 EG 不同添加量 FRBR 样
品的 TG 曲线。
图 1 STPP（a）、CS（b）、CS@STPP（c）的 FTIR 谱图
Fig. 1 FTIR spectra of STPP (a), CS (b) and CS@STPP (c)
STPP 和 CS@STPP 的 SEM 图见图 2。
图 4 不同 FRBR 样品的 TG 曲线
Fig. 4 TG curves of different FRBR samples
从图 4 可以看出，FRBR 样品的热失重曲线主
图 2 STPP（a）、CS@STPP（b）的 SEM 图 要有两个阶段。300 ℃之前为第 1 阶段，在此阶段，
Fig. 2 SEM images of STPP (a) and CS@STPP (b) FRBR-1 质量损失率为 7.4%，FRBR-2 质量损失率为
4.6%，FRBR-5 的质量损失率为 6.4%。这是由于聚合
由图 2 可知，STPP 和 CS@STPP 的外观有明显
物结构中水分蒸发，以及 CS 分子中多糖结构的降
差异，STPP 表面规整，尺寸较小；而 CS@STPP 尺 [30]
寸变大，且表面有明显的包覆褶皱 [28] ，这与 FTIR 结果 解所致 。300~450 ℃为第 2 阶段，在此阶段，
FRBR-1 的质量损失率为 73.0%，而未添加 EG 的
一致，表明微胶囊 CS@STPP 合成成功。
FRBR-2 质量损失率为 71.4%，其中，FRBR-5 质量
2.2 CS@STPP 的热性能分析
损失率仅为 62.0%。这可能是，CS@STPP 分解后，
图 3 为 CS、STPP、CS@STPP 的 TG 曲线。
STPP 与环境中的 O 2 发生氧化反应并进一步失水生
成偏磷酸，使 CS 脱水炭化，在 NR/EUG 并用胶表
面形成炭层，进而降低热损耗 [31] 。FRBR-5 由于 EG
的引入，质量损失率明显降低，原因可能是 STPP
受热分解产生磷酸类物质，其在促进 CS 脱水炭化
的基础上，还与 EG 受热膨胀所形成的炭层结构相
互作用，填充 EG 膨胀留下的孔洞，形成更加稳定
的凝聚相嵌合炭层结构，极大地减少了热量以及可
燃性气体的传递，达到阻燃效果 [32] 。
从整体看，FRBR 样品的热分解速率和 EG 的添
图 3 CS、STPP、CS@STPP 的 TG 曲线 加量呈非线性变化，原因是 CS@STPP 与 EG 之间
Fig. 3 TG curves of CS, STPP and CS@STPP 的协同作用虽然使 FRBR 产生了厚且致密的炭层结
