一種可應用於織物阻燃的新型膨脹型阻燃劑

阻燃劑作為新增劑可賦予聚合物材料良好的阻燃效能。目前聚合物阻燃塗層方面，應用較廣的包括了各種形式的磷基，氮基，硼基和矽基類阻燃劑。

吉林化工學院金範龍教授和韓國仁荷大學學者Soo-JinPark

合作製備了一種新型氮磷膨脹型阻燃劑——雙三羥甲基丙烷二-N-羥乙基磷醯胺（DDP）並將其用於多種織物阻燃。

研究者透過實驗及測試結果確定了DDP的最佳合成條件，且研究發現DDP應用於尼龍時可表現出高阻燃性，而在用於棉和聚酯類時則表現出中等阻燃性。

DDP的合成採用如圖1的流程，研究者透過FT-IR，NMR和元素分析對DDP的化學結構進行表徵，隨後透過熱重分析（TGA）研究了DDP的熱效能，並透過測量燃燒長度評估了DDP對織物阻燃效能的影響。

圖1。 DDP的合成示意圖：（a）酯化反應，（b）水解反應，（c）胺化反應

TGA測試結果表明DDP的初始分解溫度（5％重量損失的溫度）為185℃，表明DDP在相對低的溫度下分解，DDP在250至335℃的區域內經歷了快速分解階段， 335℃下的殘炭量為37％，表明DDP可作為有效的成炭劑。燃燒過程中，DDP中的含磷基團在250-335℃左右分解，可在織物表面形成富含磷的炭層。 該炭層可抵抗熱量和物質轉移，從而防止織物的進一步分解。

圖2 N2氛圍下DDP的熱重曲線

隨後，研究者透過燃燒長度測量評估各種織物的阻燃效能。圖3顯示了純織物與新增有DDP的各種織物（尼龍，棉，聚酯，混紡織物和丙烯酸）的縱向和橫向燃燒長度。分析織物橫向和縱向燃燒痕跡，其中當縱向和橫向燃燒長度分別小於10cm和1cm時，阻燃等級為B1級。 如圖4所示，DDP改性後的尼龍表現出高阻燃性，阻燃等級可達到B1級別。DDP處理後的棉和聚酯阻燃等級也有提升，可達到B2級別。而經 DDP處理的混紡織物和丙烯酸類織物則沒有表現出阻燃級別。

圖3純織物與DDP改性織物的（a）縱向和（b）橫向燃燒長度

（1）尼龍，（2）棉，（3）聚酯，（4）：混紡織物，（5）丙烯酸