革新阻燃科技：DOPO接枝氫氧化鎂在超高分子量聚乙烯中的應(yīng)用研究與性能提升

DOPO（9,10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物）作為一種高效的磷系阻燃劑，通過(guò)接枝到氫氧化鎂（MH）上，可以顯著增強(qiáng)其在聚合物中的分散性和與聚合物基體的界面相容性，從而提升超高分子量聚乙烯（UHMWPE）的阻燃性能。這項(xiàng)研究結(jié)合了無(wú)機(jī)阻燃劑氫氧化鎂的物理隔離效應(yīng)和有機(jī)磷系阻燃劑DOPO的化學(xué)抑制作用，形成了具有協(xié)同阻燃效果的新型復(fù)合材料。

研究背景與目的

超高分子量聚乙烯由于其優(yōu)異的力學(xué)性能、耐磨性和低摩擦系數(shù)，在多個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，但其本身易燃，限制了其在某些需要高阻燃要求領(lǐng)域的應(yīng)用。通過(guò)將DOPO接枝到氫氧化鎂表面，不僅能夠利用氫氧化鎂分解時(shí)釋放的水蒸氣來(lái)降低燃燒區(qū)域的溫度并稀釋氧氣濃度，還能利用DOPO的磷元素在高溫下形成穩(wěn)定的磷酸鹽層，起到隔絕熱量、抑制自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的作用。

研究方法

1. 合成方法：通常采用化學(xué)接枝法，先通過(guò)化學(xué)反應(yīng)在氫氧化鎂表面引入功能基團(tuán)，再將DOPO通過(guò)化學(xué)鍵合的方式接枝到這些功能基團(tuán)上，形成DOPO-MH復(fù)合阻燃劑。

2. 復(fù)合材料制備：將制得的DOPO-MH復(fù)合阻燃劑與超高分子量聚乙烯通過(guò)熔融共混或溶液混合的方法制備阻燃復(fù)合材料。

3. 性能測(cè)試：對(duì)復(fù)合材料進(jìn)行一系列的性能測(cè)試，包括但不限于阻燃性能測(cè)試（如UL-94垂直燃燒測(cè)試、氧指數(shù)測(cè)試）、力學(xué)性能測(cè)試（拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率等）、熱穩(wěn)定性和熱釋放速率分析等。

研究成果與展望

研究表明，DOPO接枝改性的氫氧化鎂能夠有效提高UHMWPE的阻燃性能，同時(shí)在一定程度上保持或改善其原有的力學(xué)性能。接枝改性后的阻燃劑在聚合物基體中的分散更均勻，減少了阻燃劑團(tuán)聚現(xiàn)象，提高了阻燃效率和材料的整體性能。此外，這種改性策略還可能賦予復(fù)合材料其他功能，如抗滴落性能的提高，這對(duì)于實(shí)際應(yīng)用中的消防安全尤為重要。

未來(lái)的研究可能會(huì)集中在優(yōu)化接枝效率、探索更環(huán)保的接枝方法、以及開(kāi)發(fā)多功能一體化的阻燃體系，以滿(mǎn)足不同行業(yè)對(duì)高性能阻燃材料的需求。