两种烷基次膦酸锌阻燃环氧树脂热性能比较  

Thermal property comparison of two zinc alkylphosphinate flame-retardant epoxy resin

作　　者：胡权[1] 彭攀瑞 周敏[1] 胡吉龙 刘学清[1] 刘继延[1] 

机构地区：[1]江汉大学化学与环境工程学院,光电化学材料与器件教育部重点实验室,武汉430056

出　　处：《功能材料》2017年第5期5116-5121,共6页Journal of Functional Materials

基　　金：湖北省自然科学基金重点资助项目(ZRZ2014000060)

摘　　要：利用热重法比较了两种不同烷基次膦酸锌及其阻燃环氧树脂(EP)复合材料的热性能。首先探究甲基环己基次膦酸锌(Zn(MHP))、甲基乙基次膦酸锌(Zn(MEP))、Zn(MHP)/EP、Zn(MEP)/EP在N2氛围下的热稳定性。然后运用Kissinger法、Flynn-Wall-Ozawa(简称FWO法)计算出EP、Zn(MHP)、Zn(MEP)、EP/Zn(MHP)、EP/Zn(MEP))热分解活化能E、指前因子lnAk,并结合Coast-Redfern理论模型机理函数g(α),求得反应级数n。结果表明,Zn(MHP)比Zn(MEP)具有更高的热稳定性和表观热分解活化能。同时Zn(MHP)或Zn(MEP)能明显提高EP的热稳定性能,延迟EP的分解、提高残碳率和热分解活化能。当添加量为均为20%(质量分数)时,EP/Zn(MHP)的热分解活化能高于EP/Zn(MEP)。Coats-Redfern法推断Zn(MHP)的热分解机理为g(a)=-ln(1-α),反应级数即为1,Zn(MEP)的机理函数为g(a)=3[1-(1-α)^(1/3)],反应级数为1/3。EP/Zn(MHP)和EP/Zn(MEP)的热分解机理函数与EP一致,均为g(a)=[-ln(1-α)]^(2/3),反应级数为2/3。In this study, thermal stability and decomposition kinetics of Zn（MHP） and Zn（MEP） as well as epoxy（EP） flame retardants system were investigated by thermogravimetric analysis. The average activation energy （E＆） and pre-exponential factor A of decomposition were calculated with Flynn-Wall-Ozawa （FWO） and Kissinger method. Coats-Redfern method was used to discuss the probable degradation mechanism by selection of different mechanical models. The results show that the E＆ value obtained from Kissinger method is in good a-greement with the value from FWO method. Zn（MHP） shows higher thermal stability and has higher E＆ value than Zn（MEP）. Adding Zn（MHP） or Zn（MEP） into EP can improve the thermal stability and delay the E＆ of EP, the char residue and the decomposition of EP. When the filler loading is kept at 2〇 wt%,EP/Zn（MHP） has higher E＆ than EP/Zn（MHP）. The solid state decomposition mechanism with Coats-Redfern method for Zn （MHP） is in accordance with the function oi g（ a） - -ln （ l - a） with n - 1. The decomposition mechanism of Zn （MEP） corresponds to the function of g（a ）二 3[1 - （1-a ）1 3] with n=l/3. EP/Zn（MHP） and EP/Zn（MHP） have the same thermal decomposition mechanism, which proposes to the function oig （ a ） -ln （ l-a ） ] 2/3 withn - 2/3.

关 键 词：烷基次膦酸盐 环氧树脂 热分解动力学 机理 热性能比较 

分 类 号：Q631.2[生物学—生物物理学]