天然高分子对生物聚酯P(3,4)HB复合材料阻燃性能的影响

doi:10.16085/j.issn.1000-6613.2015.07.025

化工进展 ›› 2015, Vol. 34 ›› Issue (07): 1962-1966,1997.DOI: 10.16085/j.issn.1000-6613.2015.07.025

天然高分子对生物聚酯P(3,4)HB复合材料阻燃性能的影响

张蕤^1,2, 王坚剑¹, 苏天翔¹, 张仁华¹

1 南京林业大学化学工程学院, 江苏南京 210037;
2 江苏省生物质绿色燃料与化学品重点实验室, 江苏南京 210037

收稿日期:2014-12-01 修回日期:2014-12-31 出版日期:2015-07-05 发布日期:2015-07-05
通讯作者: 张蕤(1963—),女,博士,教授,主要从事生物质基高分子材料及其纳米复合材料研究。E-mail:zhangrui@njfu.edu.cn。
作者简介:张蕤(1963—),女,博士,教授,主要从事生物质基高分子材料及其纳米复合材料研究。E-mail:zhangrui@njfu.edu.cn。
基金资助:
江苏省自然科学基金(BK2012821)及江苏高校优势学科建设工程(PAPD)项目。

Influence of different natural polymers on the flame retardant property of biodegradable P(3,4)HB composites

ZHANG Rui^1,2, WANG Jianjian¹, SU Tianxiang¹, ZHANG Renhua¹

1 School of Chemical Engineering, Nanjing Forestry University, Nanjing 210037, Jiangsu, China;
2 Jiangsu Key Laboratory of Biomass-based Green Fuels and Chemicals, Nanjing 210037, Jiangsu, China

Received:2014-12-01 Revised:2014-12-31 Online:2015-07-05 Published:2015-07-05

摘要/Abstract

摘要： 以三聚氰胺磷酸盐(MP)和季戊四醇磷酸酯(PEPA)复配的膨胀型阻燃体系阻燃聚(3-羟基丁酸酯-co-4-羟基丁酸酯)[P(3,4)HB], 分别用木质素、壳聚糖和海藻酸钠3种天然高分子作为成炭剂代替部分PEPA, 采用熔融共混法制备P(3,4)HB基阻燃复合材料。通过热重分析仪(TGA)、微型量热仪(MCC)、垂直燃烧仪(UL-94)、极限氧指数仪(LOI)及扫描电镜(SEM)等对其热稳定性、热燃烧性能、阻燃特性及炭渣形貌进行了表征与分析, 对比研究了3种天然高分子对P(3,4)HB基复合材料阻燃性能的影响。结果表明:含有木质素的复合材料体系燃烧后形成了致密而连续的炭层, 且能达到V-0级别, 而含壳聚糖或海藻酸钠的复合材料体系燃烧后形成的炭层结构多孔而疏松, 只能达到V-2级。

关键词: 聚(3-羟基丁酸酯-co-4-羟基丁酸酯), 阻燃, 木质素, 壳聚糖, 海藻酸钠

Abstract: MP, PEPA were composed to be intumescent flame retardant (IFR), then three natural polymers, lignin, chitosan and sodium alginate, were selected to substitute for part of PEPA, the flame-retardant composites based on P(3,4)HB were prepared by means of melt blending. The thermal property, combustion performance, flame retardant and residue morphology were investigated by TGA, MCC, UL-94, LOI and SEM, respectively. The results showed that the composite contained lignin formed a compact and continuous char layer after burning and can reach UL-94 V-0 level. However, the addition of chitosan and sodium alginate made the char layer porous and loose and the composites can only reach V-2 level.

Key words: poly(3-hydroxybutyrate-co-4-hydroxybutyrate), flame retardant, lignin, chitosan, sodium alginate

中图分类号:

TQ050⁺3

张蕤, 王坚剑, 苏天翔, 张仁华. 天然高分子对生物聚酯P(3,4)HB复合材料阻燃性能的影响[J]. 化工进展, 2015, 34(07): 1962-1966,1997.

ZHANG Rui, WANG Jianjian, SU Tianxiang, ZHANG Renhua. Influence of different natural polymers on the flame retardant property of biodegradable P(3,4)HB composites[J]. Chemical Industry and Engineering Progree, 2015, 34(07): 1962-1966,1997.

参考文献

[1] 严乐平, 吴刚, 王迎军. 聚β-羟基烷酸酯的改性研究进展[J]. 化工进展, 2006, 25(11):1266-1269.
[2] Hrabak O. Industrial production of poly-P-hydroxybutyrate[J] . FEMS Microbiology Reviews, 1992, 103:251-256.
[3] Ni J, Wang M. In vitro evaluation of hydroxyapatite reinforced polyhydroxybutyrate composite[J]. Materials Science and Engineering C, 2002, 20:101-109.
[4] 张蕤, 陆宁, 朱清, 等. 可生物降解聚(3-羟基丁酸酯-co-4-羟基丁酸酯)/层状α-磷酸锆纳米复合材料的制备及性能[J]. 化工进展, 2014, 33(10):2716-2721.
[5] Zhang R, Huang H, Yang W, et al. Effect of zinc borate on the fire and thermal degradation behaviors of a poly(3-hydroxybutyrate- co-4-hydroxybutyrate)-containing intumescent flame retardant[J]. Journal of Applied Polymer Science, 2012, 125(5):3946-3955.
[6] Hu S, Song L, Hu Y. Preparation and characterization of chitosan based flame retardant and its thermal and combustible behavior on polyvinyl alcohol[J]. Polymer:Plastics Technology and Engineering, 2013, 52:393-399.
[7] Zhang R, Xiao X F, Tai Q L, et al. Modification of lignin and its application as char agent in intumescent flame-retardant poly (lactic acid)[J]. Polymer Engineering & Science, 2012, 52(12):2620-2626.
[8] Nie S B, Song L, Guo Y Q, et al. Intumescent flame retardation of starch containing polypropylene semibiocomposites:Flame retardancy and thermal degradation[J]. Industrial & Engineering Chemistry Research, 2009, 48, 10751-10758.
[9] 程辉, 余剑, 姚梅琴, 等. 木质素慢速热解机理[J]. 化工学报, 2013, 64(5):1757-1765.
[10] 刘廷国, 李斌, 张近祥, 等. 壳聚糖和甲壳素热分解动力学研究[J]. 食品与发酵工业, 2010, 36(7):32-36.
[11] 李博, 窦明, 杨红霞. 海藻酸钠热稳定性能的研究[J]. 安徽农业科学, 2009, 37(35):17348-17349.

[1]	戴欢涛, 曹苓玉, 游新秀, 徐浩亮, 汪涛, 项玮, 张学杨. 木质素浸渍柚子皮生物炭吸附CO₂特性[J]. 化工进展, 2023, 42(S1): 356-363.
[2]	王少凡, 周颖, 郝康安, 黄安荣, 张如菊, 吴翀, 左晓玲. 具有pH响应性的自愈合蓝光水凝胶[J]. 化工进展, 2023, 42(9): 4837-4846.
[3]	关红玲, 杨辉, 井红权, 刘玉琼, 谷守玉, 王好斌, 侯翠红. 木质素基控释材料及其在药物输送和肥料控释中的应用[J]. 化工进展, 2023, 42(7): 3695-3707.
[4]	单雪影, 张濛, 张家傅, 李玲玉, 宋艳, 李锦春. 阻燃型环氧树脂的燃烧数值模拟[J]. 化工进展, 2023, 42(7): 3413-3419.
[5]	任建鹏, 吴彩文, 刘慧君, 吴文娟. 木质素-聚苯胺复合材料的制备及对刚果红的吸附[J]. 化工进展, 2023, 42(6): 3087-3096.
[6]	于丁一, 李圆圆, 王晨钰, 纪永升. pH响应性木质素水凝胶的制备及药物控释[J]. 化工进展, 2023, 42(6): 3138-3146.
[7]	王林, 辛梅华, 李明春, 陈琦, 毛扬帆. 季铵化/磺化壳聚糖的制备及其抗生物被膜活性[J]. 化工进展, 2023, 42(5): 2577-2585.
[8]	王林, 辛梅华, 李明春, 张涛, 毛扬帆. 烷基季铵化壳聚糖的制备及其抗生物被膜的活性[J]. 化工进展, 2023, 42(4): 1995-2002.
[9]	顾海洋, 王冬, 宗永忠, 付少海. 制革污泥蛋白质基生物质棉织物阻燃涂层的制备与阻燃性能[J]. 化工进展, 2023, 42(2): 641-649.
[10]	杨程瑞雪, 黄琪媛, 冉建速, 崔耘通, 王健健. 磷酸修饰二氧化硅负载钯催化剂用于木质素衍生物高效水相低温加氢脱氧[J]. 化工进展, 2023, 42(10): 5179-5190.
[11]	张鹏, 王绍庆, 李志合, 张安东, 高亮, 万震, 宋宁. 赤泥/木质素共热解制备复合吸附材料及其性能[J]. 化工进展, 2022, 41(S1): 407-414.
[12]	汪兴, 赵子龙, 张小山, 王宏杰, 董文艺, 陈慧慧. 制备条件对生物炭载铁催化剂催化破络Ni-EDTA性能及活性组分浸出的影响[J]. 化工进展, 2022, 41(9): 4831-4839.
[13]	龙垠荧, 杨健, 管敏, 杨怡洛, 程正柏, 曹海兵, 刘洪斌, 安兴业. 木质素基材料在混合型超级电容器电极材料中的研究进展[J]. 化工进展, 2022, 41(9): 4855-4865.
[14]	蒲福龙, 伍尚炜, 郑映玲, 郑玉意, 侯雪丹. 基于乳酸的深度共熔溶剂提取秸秆木质素对纤维素酶水解效率的影响[J]. 化工进展, 2022, 41(9): 4937-4945.
[15]	冯颖, 赵孟杰, 崔倩, 解玉鞠, 张建伟, 董鑫. 分子模拟技术在壳聚糖功能材料开发和应用中的研究进展[J]. 化工进展, 2022, 41(8): 4241-4253.

天然高分子对生物聚酯P(3,4)HB复合材料阻燃性能的影响

Influence of different natural polymers on the flame retardant property of biodegradable P(3,4)HB composites

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