开环复分解聚合反应制备含磷和苯基共聚物，用于聚丙烯-IFR体系

图1.本研究中制备的单体和聚合物表1（II）PP复合材料的制备方案图2 N2氛围下三种聚合物的TGA测试曲线表2（V）PP复合材料的DMA测试结果分析表3（VI）PP复合材料的燃烧测试结果分析图4 阻燃基团在气相上可能存在的反应

聚丙烯（PP）综合性能优越，应用广泛。其阻燃问题一直是科研工作者关注的热点。

土耳其科贾埃利大学的Guralp Ozkoc教授和耶尔德兹理工大学Tarik Eren 教授通过开环复分解聚合反应制备新型含磷或含苯基的2-苯基聚合物，3磷酸酯类聚合物及2苯基-3磷酸酯共聚物，将其应用于PP阻燃，充分发挥聚合型阻燃剂相对于小分子添加剂的环境友好性，容易与其它聚合物共混及其缠结不易从聚合物基体析出等优势。

研究者通过分子设计、开环、分解、聚合等制备了2-苯基聚合物，3磷酸酯类聚合物及2苯基-3磷酸酯共聚物，同时选用了八苯基POSS，将上述物质分别与聚磷酸铵等与PP组成的PP/膨胀型阻燃剂（IFR）化合物熔融共混来制备新一代聚丙烯复合材料。这项工作的核心点即研究含苯基和含磷的均聚物和共聚物及八苯基POSS对PP / IFR共混物的阻燃协同效应和力学性能影响。

以普通溶液聚合制备目标单体，并通过自由基聚合制备它们的均聚物、共聚物。通过熔融共混按一定比例将其均聚物及共聚物与PP/IFR体系制备新一代PP复合材料。

采用FTIR,1HNMR等对小分子及其均聚物、共聚物等进行结构表征，表明了预期产物的成功制备，采用TGA,DSC,UL94，LOI测试等对均聚物、共聚物及PP复合材料进行热性能与燃烧性能表征。

TGA测试显示，2-苯基聚合物热分解温度较高，残炭量为15%左右；3磷酸酯类聚合物热分解温度提前，残炭量可到40%；2苯基-3磷酸酯共聚物残炭量介于两者之间。

对复合材料的热稳定性测试评估，结果表明复合材料热分解分两步，2苯基 -3-磷酸酯共聚物的引入会使复合材料的第一部分解提前，第二阶段的热稳定性提升明显。前者是由于磷酸类基团的催化分解，后者是由于复合材料热稳定性能的提升。

图3 PP与（a）2-苯基，（b）2-苯基- 3-磷酸，（c）3磷酸酯，（d）八苯基-POSS复合材料的TGA曲线

对引入共聚物后的复合材料进行动态力学分析，表2（V）为测试结果，复合材料的储能模量有所下降，可能是由于酯基的内增塑作用，但随着温度的升高，PP/IFR和PP/IFR/添加剂 复合材料的储能模量差异变小。

通过UL94测试和LOI测试对复合材料燃烧性能进行评估，纯PP高度易燃有滴落，LOI值仅为18.3%，PP/IFR对燃烧性能提升不明显，仍有滴落；PP/IFR/添加剂到一定添加量时，阻燃等级提升，且滴落现象减缓或消失，LOI值可上升至26%以上，表明了复合材料阻燃性能提升。

最后，研究者对复合材料阻燃机理给与阐述：其机理主要为炭层的阻隔作用和气相上的自由基捕捉作用双重功效。