酶解木质素阻燃剂的制备及其对TPO阻燃性能的影响
《木质素基环氧树脂的阻燃研究》范文
《木质素基环氧树脂的阻燃研究》篇一一、引言随着环保意识的日益增强和可持续发展战略的推进，生物基材料因其可再生性和环境友好性受到了广泛关注。
木质素作为一种丰富的生物质资源，具有优秀的热稳定性和力学性能，是制造新型环保材料的理想选择。
将木质素与环氧树脂结合，可以开发出既环保又高性能的新型材料。
然而，此类材料的阻燃性能研究尚待深入。
本文旨在探讨木质素基环氧树脂的阻燃性能及其相关研究。
二、木质素基环氧树脂的制备与性质木质素基环氧树脂是通过化学方法将木质素与环氧树脂进行共聚或共混而得到的复合材料。
这种材料不仅继承了木质素的天然优势，还具备了环氧树脂的高性能特点。
其制备过程包括原料选择、反应条件控制等关键步骤。
经过适当的处理后，该材料具有优异的机械性能、热稳定性和生物相容性。
三、阻燃性能的重要性及研究现状阻燃性能是评价材料安全性能的重要指标之一。
对于木质素基环氧树脂来说，提高其阻燃性能不仅有助于提升材料的安全性，还能拓宽其应用领域。
目前，阻燃剂的使用是提高材料阻燃性能的主要方法。
然而，传统阻燃剂往往存在环境不友好、易析出等问题。
因此，开发环保、高效的阻燃剂成为当前研究的重点。
四、木质素基环氧树脂的阻燃研究（一）阻燃剂的选用与作用机制本研究选用了一种环保型阻燃剂，该阻燃剂能够在高温下分解产生不燃性气体，稀释氧气浓度并降低材料表面温度，从而达到阻燃效果。
同时，该阻燃剂还能与木质素基环氧树脂中的活性基团发生化学反应，提高其交联度，增强材料的热稳定性。
（二）实验方法与结果分析实验采用垂直燃烧法、极限氧指数法等手段对木质素基环氧树脂的阻燃性能进行评估。
实验结果表明，添加适量环保型阻燃剂的木质素基环氧树脂具有优异的阻燃性能和较低的烟气释放量。
通过SEM、TGA等手段对材料的微观结构和热稳定性进行了分析，发现阻燃剂的加入显著提高了材料的热稳定性。
（三）阻燃机理探讨根据实验结果和文献资料，本文探讨了木质素基环氧树脂的阻燃机理。
阻燃处理对材性及加工性的影响
阻燃处理对材性及加工性的影响小编：张新空发布时间2014-1-26 来源：林业英才网1．强度过去许多研究结果认为,阻燃处理后木材及木质的强度有所下降，尤其是抗冲击强度下降最明显，达 34％。
无机阻燃剂处理的木材静曲强度下降5％～15％，弹性模量下降1％～5％，断裂模量下降10％～17％，胶结强度变化＋23％～－23％，木破率变化＋47％～－47％等。
这些都是由于无机阻燃剂的酸性降解引起的，但又认为这种降解在常温下比较缓慢。
此外，还由于阻燃剂的吸湿性提高了木材的湿度，造成强度下降。
最近也有研究认为阻燃剂处理对木材强度（除冲击强度外）无影响，或使强度提高。
Rashid依据英国标准BS5669评价了几种无机阻燃剂处理的商业刨花板的物理力学性能。
所用阻燃剂为硼酸、硼砂、磷酸二氢铵，施胶前加到干刨花中，结果硼酸对刨花板的性能无影响，而磷酸二氢铵和硼砂处理的刨花，抗弯强度、内胶结强度、抗拉强度都降低。
木材冲击强度下降的原因是阻燃剂的酸降解，同时产生水化纤维，韧性降低，材质变脆的结果。
2．吸湿性绝大多数无机盐类阻燃剂都会使处理村吸湿性提高，特别是在相对湿度高时（如80％）更加明显。
吸湿性的变化因阻燃剂的种类、加人量和树种不同而异。
例如，将用无机阻燃剂处理后的木材放在温度为26．7℃，相对湿度为30％的环境中，其含水率几乎不变。
而当相对湿度提高到 65％时，含水率增加 2％～8％，当相对湿度达 80％时，含水率增加 5％～15％。
当环境相对湿度达到结露点时，无机类阻燃剂易产生变质、分解、效果减低现象，同时也会使木材尺寸稳定性变差，涂饰性变坏等。
最近发现，在含有机药剂的木材中，再注人不溶的或含磷的预聚物在木材中聚合或与木材反应，能降低吸湿性，提高尺寸稳定性。
硼砂、硼酸对木材吸湿性无不良影响，而且可降低刨花板的吸水厚度膨胀率。
3．胶合性胶粘剂在木质材料及其制品的开发上占有重要的位置。
如果经阻燃处理的木材不能相互胶结，或者在火焰下胶合性能发生严重变化，那么都不能使产品质量达到要求。
木质素基阻燃剂制备的研究进展
木质素基阻燃剂制备的研究进展作者：白毓黎白富栋张通来源：《当代化工》2020年第10期摘要：木质素是一种含碳量大且具有丰富官能团的天然高分子聚合物，近年来改性木质素结构应用于制备阻燃成炭剂、聚氨酯和酚醛树脂等高分子材料，因有效提升造纸工业和生物炼制废渣的应用价值而备受关注。
通过木质素结构中的酚羟基和醇羟基等活性官能团引入阻燃元素，增加羟基含量和引入氨基结构等方法，可以提高木质素燃烧时的残炭量和热稳定性。
在膨胀阻燃体系中改性木质素作为大分子阻燃成炭剂，具有较高的阻燃效率。
概述了木质素不同提取方法和结构特点、改性木质素基阻燃成炭剂制备方法和研究进展，展望其未来在阻燃领域的应用和发展。
关键词：木质素;改性;成炭剂;膨胀型阻燃剂中图分类号：TQ 314.261 文献标识码： A 文章编号： 1671-0460（2020）10-2314-04Abstract： Lignin is a kind of natural high polymer with large carbon content and rich functional groups. In recent years， lignin with modified structure has been used to prepare high molecular materials， such as flame retardant charring agents， polyurethane and phenolic resin. The lignin has attracted much attention due to its application value for pulping industry and bio-refining. The amount of carbon residue and thermal stability of the lignin can be improved by introducing flame retardant elements， increasing the content of hydroxyl and introducing amino structure through the active functional groups of phenol hydroxyl and alcohol hydroxyl. In the intumescent flame-retardant system， lignin as a macromolecular flame-retardant charring agent has high flame-retardant efficiency. In this paper， structural characteristics and different extraction methods of lignin were introduced， the preparation methods and research progress of lignin based flame retardant charring agents were summarized， and the future application and development were prospected.Key words： Lignin; Modification; Charring agents高分子材料具有质量轻、强度高、易于加工成型的优点，普遍应用于工业生产和日常生活中。
《木质素基环氧树脂的阻燃研究》范文
《木质素基环氧树脂的阻燃研究》篇一摘要：本文重点研究了木质素基环氧树脂的阻燃性能，通过多种实验手段和理论分析，探讨了阻燃剂对木质素基环氧树脂的阻燃效果及其作用机理。
实验结果表明，适当的阻燃剂添加可以有效提高木质素基环氧树脂的阻燃性能，为该类材料在实际应用中的安全性能提供了有力支持。
一、引言木质素基环氧树脂作为一种新型的环保型高分子材料，具有优异的物理机械性能和良好的加工性能，在工业领域有着广泛的应用前景。
然而，该类材料在燃烧过程中容易产生有毒有害气体和烟雾，因此其阻燃性能的研究显得尤为重要。
本文旨在研究阻燃剂对木质素基环氧树脂的阻燃效果及其作用机理，为该类材料的安全应用提供理论依据。
二、实验材料与方法1. 材料准备：选用木质素基环氧树脂、阻燃剂及其他辅助材料。
2. 实验方法：（1）制备不同阻燃剂含量的木质素基环氧树脂样品；（2）通过极限氧指数（LOI）测试、垂直燃烧测试等手段，评估样品的阻燃性能；（3）利用热重分析（TGA）、红外光谱（IR）等手段，分析阻燃剂对木质素基环氧树脂热解行为和化学结构的影响；（4）结合理论分析，探讨阻燃剂的作用机理。
三、实验结果与分析1. 阻燃性能测试结果：（1）随着阻燃剂含量的增加，木质素基环氧树脂的极限氧指数逐渐提高，垂直燃烧等级也有所改善；（2）适当的阻燃剂添加可以有效提高木质素基环氧树脂的阻燃性能。
2. 热重分析结果：（1）阻燃剂的加入改变了木质素基环氧树脂的热解行为，提高了其热稳定性；（2）阻燃剂在热解过程中能够形成保护性炭层，有效减缓热量和氧气的传递。
3. 红外光谱分析结果：（1）阻燃剂与木质素基环氧树脂之间发生了化学相互作用，形成了新的化学键；（2）这些新的化学键有助于提高材料的阻燃性能。
4. 作用机理分析：（1）阻燃剂通过捕获活性自由基、释放不燃气体等途径，降低材料的燃烧速率和热量释放；（2）形成的保护性炭层能够隔绝外界氧气和热量，进一步增强阻燃效果。
木质素生物质阻燃剂及其应用研究进展
reviewed and analyzed. The characteristics and flame retardant mechanisms of all types of flame retardants
与环 保, 因 此, 生 物 质 高 分 子 材 料 受 到 了 极 大 关
50% [6] ,丰富的碳含量和高焦炭产率使得木质素在
形的、含有氧代苯丙醇或衍生物结构单元的天然芳
质量大,结构复杂 [8] ,在空气中成炭率低,难以直接
境污染的日渐严重,阻燃产品的开发更加注重绿色
注 [1-2] 。 木质素广泛存在于植物体中,是一种无定
得了最佳的阻燃效果。 同样地,Cayla 等 [18] 采用牛
重点进行展望。
皮纸木质素( KL) 和 APP 对聚酰胺11( PA11) 的阻
1 单组分木质素阻燃剂
比。 与原 PA11 相比,共混后 PA11 的 PHRR 降低了
单组分木质素阻燃剂是将木质素作为唯一的阻
燃组分应用于材料中,木质素受热后形成的炭层可
源( 如季戊四醇) 、气源( 如三聚氰胺) 和酸源( 如聚
磷酸铵) [14] 。 由于木质素在体系中仅能作为碳源使
用,阻燃效率不高,因此,可将木质素与其他酸源和
气源物质复配成膨胀型阻燃体系。
2. 1 与聚磷酸盐类复配
在木质素 / 聚磷酸盐复配体系中,聚磷酸盐可提
2. 3 与生物质材料复配
木质素可与壳聚糖、植酸等进行复配阻燃,壳聚
漆酶预处理阻燃纤维板的制备工艺优化及阻燃性能研究
漆酶预处理阻燃纤维板的制备工艺优化及阻燃性能研究孙海彤;牛国庆;高伦【期刊名称】《林产化学与工业》【年(卷),期】2024(44)1【摘要】为改善阻燃剂在纤维板中的阻燃效果,采用漆酶预先处理杨木纤维,再使用BL-环保阻燃剂浸渍杨木纤维,制备得到酶处理阻燃纤维板。
以纤维板的阻燃剂负载量、氧指数和烟密度为指标,采用正交试验法确定最佳浸渍工艺,并通过氧指数、烟密度、热重(TG)分析和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)对杨木纤维的浸渍效果进行分析。
研究结果表明:在漆酶处理温度50℃、酶处理时间60 min、酶用量35 U/g、pH值4.8、阻燃剂用量50%、阻燃剂浸渍时间80 min和阻燃剂处理温度35℃的条件下,制备的纤维板阻燃效果最好。
此条件下,阻燃剂负载量为20.3%,氧指数为41.5%,烟密度为10.9%,密度为0.774 g/cm~3,静曲强度为30.3 MPa,弹性模量为3 507 MPa,内结合强度为0.61 MPa,吸水厚度膨胀率为17.4%;相比于普通纤维板,BL-环保阻燃剂处理纤维板能提高其氧指数和阻燃剂含量。
在干燥阶段与炭化阶段,相比于普通纤维板和仅BL-环保阻燃剂处理制备的阻燃纤维板,漆酶处理的阻燃纤维板产生相同的失重所需的温度更高,不易发生燃烧反应;漆酶处理的阻燃纤维板含氧官能团、羟基官能团明显下降,提高了纤维板的阻燃性能。
【总页数】8页(P81-88)【作者】孙海彤;牛国庆;高伦【作者单位】新疆工程学院安全科学与工程学院;河南理工大学安全科学与工程学院;新疆工程学院智慧应急重点实验室【正文语种】中文【中图分类】TQ35;TS653.6【相关文献】1.漆酶活化工业木质素制备环保型纤维板的工艺参数及产品性能2.漆酶介体体系活化木纤维制备中密度纤维板的工艺优化研究3.阻燃轻质纤维板制备工艺及性能4.秸秆纤维自生胶合纤维板性能的研究——漆酶、半纤维素酶处理对纤维板性能的影响5.酶解木质素阻燃剂的制备及其对TPO阻燃性能的影响因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
酶解木质素接枝共聚物的制备、结构与性能研究(摘要)
叶红外 Ｆ ｒ ． Ｉ Ｒ和核磁共振 Ｎ ＭＲ证实 了酶解木质素接枝共 聚物制备成功 。热重分析 （ Ｔ Ｇ Ａ） 和差热分析 （ Ｄ Ｓ Ｃ） 结 果显示 。 相 比原酶解木质素 （ Ｂ Ｂ Ｌ ） 的热稳定性 ， 酶解木质素接枝 甲基丙烯 酸甲酯共 聚物（ Ｂ Ｂ Ｌ － ｇ — Ｐ ＭＭＡ） ， 酶解木质素接枝丙烯 酸 丁酯共聚物 （ Ｂ Ｂ Ｌ ． ｇ ． Ｐ Ｂ Ａ） 有所提高 ， 酶解 木质素接 枝 甲基丙 烯酸六 共聚物 （ Ｂ Ｂ Ｌ — ｇ － Ｐ ＨＦ Ｂ ＭＡ） 的反而有 所下 降。酶解木 质素接枝共聚物 的玻璃化转变温度都高于各 自均聚物 。通过水接触角和 ｘ射线光 电子能 谱 Ｘ Ｐ Ｓ 研 究材料 的表 面特性 。 Ｂ Ｂ Ｌ ． ｇ ． Ｐ ＭＭＡ， Ｂ Ｂ Ｌ ． ｇ ． Ｐ Ｂ Ａ和 Ｂ Ｂ Ｌ ． ｇ ． Ｐ Ｈ Ｆ Ｂ ＭＡ膜 的接 触角 都大 于 Ｂ Ｂ Ｌ ， 表 明疏 水性有 所增 加。Ｘ Ｐ Ｓ结 果显示 接枝 Ｐ ｏ ｌ ｙ （ Ｈ Ｆ Ｂ ＭＡ） 都在复合材料 的表面 。通过紫外可见光谱仪 （ Ｕ ｖ ／ ｖ ｉ ｓ ） 研究 了 Ｂ Ｂ Ｌ － ｇ － Ｐ Ｂ Ａ膜材 料 的紫 外可见 吸收特性 。结果 表明， Ｂ Ｂ Ｌ — ｇ — Ｐ Ｂ Ａ表现 了优异的紫外吸收特性和较高 的透 明性 ， 可 以吸收 ８ ０ ％的 ｕ Ｖ — Ｂ和 ５ ０ ％的 ｕ Ｖ － Ａ（ ３ １ ５—４ ０ ０ ａ ｍ） 。 系统 的探讨 了氯化钙／ 双氧水复合引发酶解木质素的活性位 点及作用 机理。结果表 明酶解 木质素 的酚羟基 和双键都 不 是 引发位点 。氯化钙 的用量对 Ｂ Ｂ Ｌ — ｇ — Ｐ ＭＭＡ的分子质量有一定影响。 ２ ．利用丙烯酰氯改性酶解木质素制备酶解木 质素大 分子单 体 ， 进 而将 其与 甲基丙烯 酸 丁酯共 聚制备酶 解木 质素共 聚 物 。通过 Ｆ Ｔ ｒ ． Ｉ Ｒ和 Ｎ Ｍ Ｒ剖 析了酶解木质素接枝共 聚物 的结构特征 。并结合 ｕ Ｖ证实了酶解木质 素共 聚物 的组份 ； 通 过 凝胶 色谱仪 Ｇ Ｐ Ｃ分析结果以及对 比利 用原 子转 移 自由基 聚合 Ａ Ｔ Ｒ Ｐ法制备 的枝状聚合物酶解木质素接枝 甲基丙烯酸正 丁酯 （ Ｂ Ｂ Ｌ ． ｇ ． Ｐ ｏ ｌ ｙ （ Ｂ ＭＡ） ） 的溶解特性 ， 发现木质素大分 子单体 （ Ａ Ｃ — ｇ ・ Ｂ Ｂ Ｌ ）和 甲基 丙烯酸 正丁酯 （ Ｂ Ｍ Ａ） 不 是简单 的发 生 随意 聚合而是形成 了星状结构 的共 聚物 ； 通过 Ｔ Ｇ Ａ和 Ｄ Ｓ Ｃ研 究 了酶 解木质 素共聚物 （ Ｂ Ｂ Ｌ － Ｃ Ｏ — Ｐ ｏ ｌ ｙ （ Ｂ ＭＡ） ） 和纯 聚 甲 基丙烯酸正 丁酯 （ Ｐ ｏ ｌ ｙ （ Ｂ ＭＡ） ） 的热行为 。相 比 Ｂ Ｂ Ｌ ， Ｂ Ｂ Ｌ － Ｃ Ｏ － Ｐ ｏ ｌ ｙ （ Ｂ Ｍ Ａ） 具有较高的热稳定 。Ｂ Ｂ Ｌ － Ｃ Ｏ — Ｐ ｏ ｌ ｙ （ Ｂ ＭＡ） 的玻 璃
酶解木质素_高密度聚乙烯复合材料制备及性能研究
工程硕士学位论文酶解木质素/高密度聚乙烯复合材料制备及性能研究作者姓名张德锒工程领域化学工程校内指导教师邱学青教授校外指导教师仲以林高级工程师所在学院化学与化工学院论文提交日期2017年3月Preparation and Evaluation of Enzymatic Hydrolysis Lignin-Plastic CompositeA Dissertation Submitted for the Degree of MasterCandidate：Zhang DelangSupervisor：Prof. Qiu XueqingSenior Engineer Zhong YilinSouth China University of TechnologyGuangzhou, China分类号：学校代号：10561学号：201421021586华南理工大学硕士学位论文酶解木质素/高密度聚乙烯复合材料制备及性能研究作者姓名：张德锒校内指导教师姓名、职称：邱学青教授申请学位级别：工程硕士工程领域名称：化学工程校外指导教师姓名、职称：仲以林工程师论文形式：√□产品研发□工程设计应用研究□工程/项目管理□调研报告研究方向：化学工程论文提交日期：2017 年04月11日论文答辩日期：2017 年03月19 日学位授予单位：华南理工大学学位授予日期：年月日答辩委员会成员：主席：文武高级工程师委员：杨东杰教授欧阳新平教授楼宏铭研究员庞煜霞副研究员摘要木质素是广泛存在于植物中的天然高分子，将木质素与聚烯烃共混制备复合材料是木质素高值化利用的研究热点之一。
但是，由于木质素含有羟基、酚羟基等极性官能团，导致木质素和聚烯烃界面相容性不佳，复合材料的力学性能较差。
为提高复合材料的性能，生产工艺中常添加界面改性剂（如增塑剂、硅烷偶联剂等）以改善填料与基体之间的界面相容性。
但常用的界面改性剂（如增塑剂DOP、DBP）大多对人体有潜在的危害性，限制了塑料产品的使用范围。
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酶解木质素阻燃剂的制备及其对TPO阻燃性能的影响王栖桐;冯钠;刘俐;王志超;曲敏杰;张红;温艳慧【摘要】Enzymatic hydrolysis lignin (Lig)was used as char-forming agent to prepare a Lig-based intumescent flame retardant,phosphorus-nitrogen grated Lig (PN-Lig)via grafting.The structure of PN-Lig was characterized.Then it was combined with thermoplastic polyolefin elastomers (TPO)to prepare TPO/PN-Lig,whose impacts on flame resistance of TPO,chemical composition,microstructure,and thermal stability of char layer of carbon residue after burning TPO were investigated.The results show that P and N have been grafted to Lig and 45.10％ of C,29.68％ of P and 0.52％ of N in mass fraction are in PN-Lig,which meets the demand of intumescent flame retardant.The limiting oxygen index of TPO/PN-Lig composites is up to 27.4％ and the vertical burning of the composites passes Ⅴ-0 rating.The phosphate bond in PN-Lig causes carbon resource dehydrating and form char layer that is complete,fluffy and porous.The residual carbon in TPO/PN-Lig reaches 23.16％at 700℃,which repres ents higher thermal stability.%以酶解木质素(Lig)为炭源,采用化学接枝法制备了Lig基膨胀阻燃剂——磷氮接枝改性Lig(PN-Lig),并对其结构进行分析和表征.将PN-Lig与聚烯烃热塑性弹性体(TPO)复合制备TPO/PN-Lig复合材料,研究其对TPO阻燃性能、燃烧后残炭炭层的化学组成、微观结构和热稳定性的影响.结果表明:P元素和N元素成功接枝到Lig上;PN-Lig中的C,P,N三种元素的质量分数分别为45.10％,29.68％和0.52％,达到了膨胀阻燃剂元素含量的要求;TPO/PN-Lig复合材料的极限氧指数达到27.4％,垂直燃烧等级达到Ⅴ-0级;PN-Lig中的磷酸酯键使炭源脱水成炭,炭层完整且蓬松多孔,成炭效果明显;TPO/PN-Lig复合材料在700℃时的残炭率达到23.16％,热稳定性明显改善.【期刊名称】《合成树脂及塑料》【年(卷),期】2017(034)001【总页数】5页(P6-10)【关键词】聚烯烃热塑性弹性体;膨胀型阻燃剂;复合材料;酶解木质素;阻燃性能【作者】王栖桐;冯钠;刘俐;王志超;曲敏杰;张红;温艳慧【作者单位】大连工业大学纺织与材料工程学院,辽宁省大连市116034;大连工业大学纺织与材料工程学院,辽宁省大连市116034;大连工业大学信息科学与工程学院,辽宁省大连市116034;大连工业大学纺织与材料工程学院,辽宁省大连市116034;大连工业大学纺织与材料工程学院,辽宁省大连市116034;大连工业大学纺织与材料工程学院,辽宁省大连市116034;大连工业大学纺织与材料工程学院,辽宁省大连市116034【正文语种】中文【中图分类】TQ325.1聚烯烃热塑性弹性体（TPO）由橡胶和聚烯烃两部分构成，它既具有橡胶的特性，又具有热塑性塑料的性能，是可以回收的热塑性弹性体，完全满足环保要求。
TPO 制品可广泛应用于汽车部件、电子电气、电线电缆、建筑密封、运动器械、机械行业等领域［1］。
TPO具有原料丰富、价格低廉、流动性好、易于加工等特点，可用于注射、压延、挤出、模压等方法成型；但TPO具有可燃性，极限氧指数（LOI）较低，仅为18.0%，存在极易燃烧的严重缺陷，并且在燃烧过程中有滴落和发烟的现象，极大地限制了TPO的使用范围。
因此，研究绿色环保的高性能阻燃TPO复合材料具有重要的意义。
高分子“三源一体”膨胀阻燃剂是集炭源、酸源和气源于一体的新型膨胀阻燃剂，它具有阻燃效果良好、低烟、低毒、低添加量、与高分子材料相容性较好的特点［2-5］。
近几年常用的是三聚氰胺磷酸盐、季戊四醇磷酸盐以及一些新型的分子（如2,4,8,10-四氧代-3,9-二磷基［5,5］-十一烷-3,9-二氧代-乙酰胺-N,N-二甲基-N-十六烷-溴化铵）等［6］。
国内的“三源一体”膨胀阻燃剂还处于研究阶段，目前，以聚磷酸铵、季戊四醇为主要原料的大分子膨胀阻燃剂应用最广［7-12］。
作为优良炭源，酶解木质素（Lig）是一种可再生且具有很大应用潜能的天然材料。
Lig的分子结构中含有大量的芳香核、酚羟基、羟基等基团，是具有巨大网状空间结构的非晶形高分子。
由于Lig的基本结构单元是苯环，苯环和直链上含有较多的酚羟基官能团，含碳量较高，能够满足“三源一体”膨胀阻燃剂要求，以及炭源富含碳元素和羟基的要求［13-16］；但目前以Lig为炭源制备膨胀阻燃剂的研究报道较少。
本工作采用Lig作为炭源，磷酸和三聚氰胺分别为酸源和气源，采用化学接枝法制备“三源一体”的高分子膨胀型阻燃剂——磷氮接枝改性Lig（PN-Lig），采用傅里叶变换红外光谱（FTIR）和能谱定量分析（EDS）对其进行分析与表征，并研究了其对TPO阻燃性能的影响。
1.1 主要原料TPO，非动态硫化型6365N，南京金陵奥普特高分子材料有限公司生产。
Lig，山东龙力生物科技股份有限公司生产。
磷酸，氨水，三乙胺，均为分析纯；三聚氰胺，液体石蜡：天津市光复科技化工研究所生产。
甲醛，二甲基甲酰胺，甲醇：均为分析纯，天津科密欧化学试剂有限公司生产。
三氯氧磷，济南银菊化工有限公司生产。
1.2 PN-Lig的合成1.2.1 羟甲基化Lig的制备将5.0 g的Lig溶解在50 mL蒸馏水中，加入质量分数为20%的NaOH溶液，搅拌使Lig完全溶解，调节pH值至10.0，继续搅拌1.0 h，然后将质量分数为10%的HCl溶液滴加到Lig溶液中，调节pH值为3.0～4.0，析出羟甲基化Lig沉淀。
沉淀用蒸馏水洗涤，直到洗涤水变成中性。
将纯化的羟甲基化Lig于80 ℃减压干燥，直到质量不再改变［17］。
1.2.2 PN-Lig的合成PN-Lig按文献［18］的方法制备，将羟甲基化Lig进行化学接枝合成，当Lig、磷酸和三聚氰胺摩尔比为2∶2∶1，反应时间为1.5 h，反应温度为60 ℃时，制得PN-Lig的产率最高。
1.3 TPO/PN-Lig膨胀阻燃复合材料的制备将TPO，PN-Lig，抗氧剂1010，石蜡等按比例在高速混合机内混合后，在140 ℃的双辊开炼机内熔融塑炼均匀后下片，最后在平板硫化机上热压成型、制样，备用。
1.4 测试与表征LOI采用深圳市瑞格尔仪器有限公司生产的HC-2型极限氧指数测定仪按GB/T 2406—2009测试；采用南京市江宁区分析仪器厂生产的CZF-3型垂直燃烧测定仪按GB/T 2408—2008测试，用塑料燃烧性能试验方法进行垂直燃烧性能测试。
傅里叶变换红外光谱（FTIR）采用美国铂金埃尔默仪器公司生产的SPECTRUMONE-B型傅里叶变换红外光谱仪分析，室温，KBr压片，波数为400～4 000 cm-1；采用日本电子公司生产的带有电子能谱仪附件的JSM-6460LV型扫描电子显微镜进行X光微区分析，将试样粉末压制成表面光滑的片状，涂到双面导电胶带上，镀膜处理后，观察微观形态；采用美国TA仪器公司生产的Q50型热重分析仪分析热稳定性，氮气气氛，升温速率为10 ℃/ min，温度从室温升至700 ℃。
炭层形貌分析是在指定浓度条件下，点燃试样，火焰熄灭后，获得炭层试样，进行分析。
2.1 FTIR分析从图1可以看出：三聚氰胺的特征吸收峰在3 467，3 419，1 651，1 551，1 435，1 022，841 cm-1处都有明显的吸收带。
其中，最明显的是841 cm-1处，为三嗪环变形振动特征吸收峰。
1 260 cm-1处为典型的P O吸收峰，1 080 cm-1处为P—O—C的特征吸收峰，791 cm-1处为P—N特征吸收峰。
由此可见，酸源和气源已成功地接枝到炭源Lig上，达到了“三源一体”膨胀阻燃剂的要求。
2.2 EDS元素分析从图2可以看出：接枝Lig后，N，P元素明显增多，接枝效果明显。
PN-Lig中炭源于0.29处左右，w（C）高达45.10%；0.34～0.41处，w（N）达0.52%，w（O）达24.70%；1.98～2.08处，w（P）为29.68%。
元素分析表明：N元素和P元素接枝效果明显，这与FTIR分析相一致。
从表1可以看出：Lig中w（C）为63.97%，含量较高，是相对较为合适的膨胀阻燃剂的炭源，而且含有的杂质的质量分数不足0.50%，纯度较高。
从表1还可以看出：PN-Lig的w（C）高达45.10%，Lig作为炭源接枝效果优良；w（N）为0.52%，三聚氰胺作为气源接枝效果良好；w（P）为29.68%，同时不含S，Cl元素，磷酸作为酸源接枝效果一般；燃烧过程中没有毒性气体放出，由各元素含量可以看出，PN-Lig达到膨胀阻燃剂元素含量的要求。
2.3 TPO/PN-Lig复合材料的阻燃性能从表2可以看出：随着PN-Lig含量的增多，LOI逐渐增大，PN-Lig含量增加到110 phr时，LOI增加到27.4%，TPO/PN-Lig复合材料由可燃材料成为阻燃性能较好的阻燃材料。
随着PN-Lig含量的增加，该阻燃体系的膨胀逐渐剧烈并有更多的气泡产生，膨胀阻燃效果较好。
纯TPO体系脱离火焰后的燃烧时间超过30 s，火焰迅速蔓延到夹具，燃烧有滴落物产生，并产生大量黑烟，无法达到阻燃等级要求。
TPO/PN-Lig复合材料体系脱离火焰后的燃烧时间逐渐缩短，生成微量白烟，阻燃等级达到V-0级，符合应用要求。