焦磷酸哌嗪类阻燃剂阻燃PLA性能

为研究自制的焦磷酸哌嗪类阻燃剂（FR-1420）对聚乳酸（PLA）的阻燃效果及阻燃机理，添加不同含量的FR-1420阻燃PLA，采用垂直燃烧、极限氧指数（LOI）、热重（TG）分析、锥形量热（CCT）、扫描电子显微镜（SEM）等测试手段对复合材料的性能进行了系统分析。结果表明，FR-1420质量分数为15%时，可使PLA的LOI提高至31%，垂直燃烧测试后样条表面形成致密的膨胀炭层，阻燃等级达到V–0级；TG结果表明，无卤阻燃PLA与纯PLA的热分解过程相似，但残炭率大幅度提高；CCT结果表明，FR-1420可以有效地降低PLA的火灾危险性，当FR-1420质量分数达到15%时，热释放速率峰值和总热释放速率分别降低至123 kW/m²和22 MJ/m²，降低幅度分别为54%和50%，同时减缓了质量损失；残炭的SEM分析发现，FR-1420通过催化PLA形成封闭蜂窝状连续膨胀炭层，抑制可燃气体的挥发、隔绝氧气与热量的传递，从而达到优异的阻燃效果。