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聚丙烯(PP)是通用的高分子材料之一,具有良好的加工性能,但由于PP本身属于易燃材料,其发泡材料则更易被引燃,使应用领域被大大限制,因此PP的阻燃改性具有重要意义。膨胀型阻燃剂(IFR)是一种新型环保阻燃剂,其阻燃效率高,且具有燃烧时烟量小,环境友好等特点。本文选用聚磷酸铵、三聚氰胺、季戊四醇所组成的IFR体系,并选取纳米碳酸钙作为协效剂来提高PP/IFR体系的阻燃效果。实验结果显示,IFR能有效改善PP的阻燃性能,当PP/IFR质量比为80/20时,能使极限氧指数从纯PP的17.3%提升至PP/IFR体系的29.5%;且Nano-CaCO3与IFR存在协效作用,能显著提升PP/IFR体系的阻燃性能,使极限氧指数进一步提升至30.2%,同时增加了炭层强度。通过SEM观测发现,IFR在PP中分散性较差,加入Nano-CaCO3能够提高阻燃剂的分散性。DSC结果显示,IFR会使PP在结晶过程中产生晶区缺陷,而加入Nano-CaCO3则能够提高结晶度。使用超临界CO2间歇发泡过程制备一系列PP/IFR及PP/IFR/Nano-CaCO3复合发泡材料。结果表明,IFR的添加会使阻燃改性PP及其发泡材料的力学性能相比纯PP有所下降,但添加了Nano-CaCO3后能使它们的力学性能有所改善,并且Nano-CaCO3添加量存在最优值。另外通过扫描电镜发现,PP/IFR发泡材料的泡孔结构存在破损和塌陷,加入Nano-CaCO3可以提高IFR与PP的相容性,使阻燃PP复合发泡材料的泡孔结构更规整,泡孔孔径减小,孔密度增大。TG结果表明Nano-CaCO3能提高阻燃PP复合发泡材料的热稳定性,形成更致密的炭层,提升了质量残留率。综合结果显示,以PP(80wt%)和IFR(20wt%)总量为1作基准计,Nano-CaCO3的较优添加量为2wt%,此时PP/IFR/Nano-CaCO3复合发泡材料的极限氧指数达到了29.1%,且力学性能、热稳定性均较优。