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随着国民经济水平的提高以及科学技术的发展,高分子材料在人们的日常生活中应用范围越来越广,同时也带来了极大的方便,然而绝大多数高分子材料主要由碳、氢元素组成,由于高分子材料本身具有极易燃烧的特性,而且燃烧速度非常快,隐藏着巨大的火灾安全隐患。同时高分子材料在燃烧过程中,产生大量有毒有害的烟雾和气体,对人类的生命健康隐藏着巨大风险的同时也对人类赖以生存的自然生态环境造成巨大的破坏,因此关于高分子材料阻燃行业引起了全世界的极大关注。本文针对高分子材料阻燃行业,系统的研究开发一种硼系环保无卤阻燃剂,具体工作及研发成果如下所述：首先,以季戊四醇、硼酸和三聚氰胺为原料合成了一种集碳源、酸源和气源为一体的硼系膨胀型阻燃剂——季戊四醇硼酸酯三聚氰胺盐(PBEM),其反应条件主要包括：物料配比、反应时间、反应温度。实验结果得出最佳反应条件为：酯化反应中硼酸与季戊四醇摩尔比为1：1,酯化反应时间为8h,酯化反应温度为110℃；固化反应中固化温度为150℃,固化时间为5h,季戊四醇硼酸酯与三聚氰胺摩尔比为1：0.8。同时对合成阻燃剂进行了红外光谱以及差热分析。其次,将制备好的阻燃剂添加到低密度聚乙烯(LDPE)中,通过对阻燃LDPE进行氧指数、水平燃烧级别和垂直燃烧级别进行测试,结果表明：当阻燃LDPE中阻燃剂的质量分数大于或者等于20%时,测得的氧指数大于或者等于30.8%,水平燃烧级别为HB级,垂直燃烧级别为V-0,属于难燃材料。通过对阻燃LDPE进行冲击强度、弯曲性能和拉伸性能进行测定,结果表明：当阻燃LDPE中阻燃剂的质量分数为20%时,冲击强度最高为32.45KJ/m~2,当阻燃LDPE中阻燃剂的质量分数为20%时,弯曲应力最高为11.78MPa,当阻燃LDPE中阻燃剂的质量分数为15%时,拉伸应力最高为9.83MPa。通过扫描电子显微镜观察阻燃剂在阻燃LDPE断面中分散程度,同时根据燃烧特性分析阻燃机理。综合考虑阻燃LDPE的阻燃性能及力学性能,得出阻燃剂在LDPE中最佳添加量为20%。综上所述,一种硼系环保无卤阻燃剂在LDPE中具有较好的热稳定性,阻燃LDPE具有良好的阻燃性能以及力学性能。