聚（4-硝基苯氧基）- 磷腈可改善ABS的阻燃成炭与耐水性

图1聚（4-硝基苯氧基） - 磷腈（DPP）的结构图图4. ABS，DPP和ABS-DPP的残碳曲线图6. ABS-DPP的模拟阻燃机理图

ABS树脂是一种广泛使用的热塑性材料，以良好的耐化学性能、机械性能、和加工性能而著称。其缺点主要体现在高度易燃性、易滴落，对其进行阻燃改性以扩大其应用范围很有必要。

膨胀型阻燃剂对ABS阻燃效果明显，但传统IFR体系中季戊四醇等多羟基基团的引入导致聚合物的耐水性问题明显。四川大学蔡旭福老师及其课题组杨云云同学利用聚（4-硝基苯氧基）磷腈（DPP）作为阻燃成炭剂，用来提升ABS树脂的阻燃、成炭与耐水性。

（4-硝基苯氧基）-环三磷腈类物质中含硝基，可有效提高N的含量，且硝基化合物具有促进成炭和抗滴落的能力。研究者将实验室自制聚（4-硝基苯氧基） - 磷腈（DPP）和ABS按比例（3:7）机械共混，制备复合材料。对ABS，DPP, ABS-DPP复合材料的热性能，燃烧性能进行测试分析：

图2 氮气氛围下ABS，DPP，ABS-DPP-Exp（实验测定）和ABS-DPPCal（由70%ABS，30％DPP理论模拟）（a）TGA和（b）DTG曲线

图3 空气氛围下ABS，DPP，ABS-DPP-Exp（实验测定）和ABS-DPPCal（由70%ABS，30％DPP理论模拟）（a）TGA和（b）DTG曲线

TGA测试表明DPP初始分解温度低于ABS，但DPP和DPP-ABS的残炭量远高于ABS。 N2氛围下，ABS-DPP样品的残炭量在氮气中从0%增加到20％以上，空气氛围下从0.7%增加到3.9％。空气氛围下，ABS热解气体是ABS-DPP的1.37倍，表明DPP良好的成炭性，并可提高ABS的热稳定性。

CONE测试对比分析ABS和ABS-DPP的燃烧性能，纯ABS的pHRR值可达到698.0 kW / m2，添加30%DPP后，ABS-DPP的pHRR值降为527.8 kW / m2，THR值由纯ABS的106.6 MJ / m2降为ABS-DPP的63.9 MJ / m2，残炭量纯ABS接近0，而ABS-DPP可达到20%以上，与TGA测试结果类似。CONE测试表明DPP的引入可使ABS燃烧性能提升。

图5 ABS与ABS-DPP经CONE测试后的（a）残炭形貌，（b）热释放速率，（c）总热释放量，（d）质量损失曲线

此外，研究者进行LOI和UL94测试，LOI值可由18%左右提升至24%左右，UL94由无级别达到V-2或V-1级别。且DPP几乎不会影响ABS的耐水性。

研究者对复合材料的阻燃机理分析，主要体现在炭层的阻隔作用，隔氧、隔热、隔绝火焰与基体的接触。

最后研究者对材料的拉伸性能与断裂伸长率进行探究，尽管DPP的引入降低了ABS的拉伸强度，但有效提高了其断裂伸长率。

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