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复合材料因其具有高强度、高模量、质量轻的特点在各个领域中被广泛应用,尤其在航空航天、航海舰船等军事领域的应用日新月异。本文以连续纤维增强聚丙烯复合材料在实际应用中的问题为背景,研究了连续玻纤增强聚丙烯的阻燃。首先,本文以季戊四醇、三氯氧磷、乙腈、三聚氰胺等为主要原料,合成了一种大分子成炭剂聚(4,4-二氨基二苯甲烷-1,3,5-三嗪-间二环季戊四醇磷酸酯)(PDTBP),并将其与聚磷酸盐(APP,n≥1000)复配成膨胀型阻燃剂(IFR)。运用红外(FTIR)、电子扫描显微镜(SEM)和热重分析(TGA)对其进行了结构分析和性能表征。结果显示:PDTBP的最佳合成方法为以乙腈做溶剂,PEPA与三聚氯氰的反应温度和加入DDM后的反应温度分别为45°C和50°C,缚酸剂滴加速度为2秒每滴(2s/d);在该条件下合成的PDTBP纯度和产率均较高。将PDTBP与APP以m(PDTBP):m(APP)=1:2比例复配得到的膨胀阻燃剂IFR,具有优异的热稳定性和成炭性。其次,将IFR与聚丙烯颗粒在熔融状态下混合制备阻燃PP,利用万能试验机、热重分析仪、极限氧指数仪、垂直燃烧仪和锥形量热仪分别对其力学性能、耐热性和阻燃性能进行研究。结果显示:IFR的含量对PP的拉伸强度和弯曲强度影响,均为先增加后减小;对冲击强度的影响不大;IFR的加入使基体的热稳定性显著提高;随着IFR含量的增加,阻燃PP极限氧指数增加显著;垂直燃烧等级上升;PP的热释放速率、总热释放量、烟生成速率和总烟生成量降低显著。其燃烧机理为,阻燃剂在成炭过程中发生了大量的化学反应,释放出水,有机物减少,形成磷酸酯和含碳化合物的炭层。该炭层可有效阻隔基体与外界氧和热量的传递,从而提高材料的阻燃性能。最后,将IFR运用在实验室自主研发的300mm幅宽的连续玻纤增强聚丙烯复合材料生产线上,制备阻燃预浸料IFR/GF/PP。利用双钢带压机将预浸料压制成不同厚度的层合板,研究其力学、耐水及阻燃性能。结果表明:IFR对连续玻纤增强聚丙烯复合材料的力学性能影响较小;该阻燃剂的析出率较小;阻燃剂耐水性较好;在对IFR/GF/PP复合材料进行垂直燃烧测试中发现,该材料无法通过UL-94等级,但IFR的加入可以显著减缓材料的燃烧趋势。利用SEM观察IFR/GF/PP锥形量热测试后残存物,发现阻燃剂可以在玻纤表面形成一层连续、致密的炭层,该炭层可有效消除纤维在复合材料中的“灯芯效应”。