Retardateur de flamme macromoléculaire synergique contenant cyano et phosphothiophène pour modification du polyuréthane aqueux

Jia-hui Zhou ,  

Yu-jie Wang ,  

Wen-zhi Huang ,  

Dong-mei Bao ,  

Jin-xin Zou ,  

Ya-dian Xie ,  

Guo-yong Zhou ,  

摘要

Le polyuréthane aqueux (WPU) présente des problèmes tels qu'une inflammabilité élevée, une forte libération de chaleur et une grande quantité de fumée. Les retardateurs de flamme de type unique contenant un groupe cyano ou un groupe phosphothiophène n'ont pas pu agir en synergie pour fournir des performances de retardement dans la phase condensée et la phase gazeuse, ce qui a affaibli les propriétés ignifuges. Pour résoudre ce problème, cette étude a conçu et synthétisé un grand retardateur de flamme moléculaire (DAN) contenant à la fois un groupe cyano et un phosphothiophène synergique, à partir de 2,2'-bisallylphénol et de 2,6-difluorobenzonitrile comme principaux matériaux. La composition chimique et la structure ont été caractérisées par spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FTIR) et spectroscopie de résonance magnétique nucléaire (RMN), et ont été utilisées pour préparer un polyuréthane aqueux ignifuge (DANWPU). Les propriétés ignifuges du film DANWP ont été étudiées par indice d’oxygène limité (LOI), combustion verticale (UL-94) et calorimétrie conique; la stabilité thermique a été étudiée par thermogravimétrie (TG) et calorimétrie différentielle à balayage (DSC). La résistance à l'eau et les propriétés mécaniques du film ont été analysées par angle de contact avec l'eau, énergie de surface, taux d'absorption d'eau et tests mécaniques. Lorsque la fraction massique de DAN est de 9 wt%, par rapport au film WPU pur, la valeur LOI est passée de 22,0 % à 30,6 %, le taux de résidu de charbon est passé de 0,9 % à 9,6 %, et le classement ignifuge est passé à V-0. Le taux de libération de chaleur (HRR), la chaleur totale libérée (THR), la quantité totale de fumée (TSP) et le taux de libération de fumée (SPR) ont été réduits respectivement de 49,0 %, 47,0 %, 70,0 % et 83,0 %. Le taux maximal de libération de CO (COP) du film était de 0,009 g·s-1, avec une température de transition vitreuse (Tg) de 37 ℃, soit une augmentation de 36 ℃ par rapport au film WPU pur. Les résultats montrent que le cyano en phase condensée et le phosphothiophène en phase gazeuse ont une action synergique biphasique. Cette étude fournit une référence pour le développement de retardateurs de flamme synergiques et leur application dans les matériaux polymères.

关键词

polyuréthane aqueux; cyano; phosphothiophène; ignifugation

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