三聚氰胺聚醚多元醇的合成及其对硬质聚氨酯泡沫塑料性能的影响

　　图1 HMMM-PG的合成表1样品的配方图2：PUF：380A，PUF：380A / 50％HMMM-PG和PUF：HMMM-PG的TG / DTG曲线图3每个样品获得的燃烧热和极限氧指数值图4 氧气浓度为20.9％

　　由于低导热性、低密度及优异的机械性能，硬质聚氨酯泡沫（ PU/PUF ）广泛用于材料的绝缘，缓冲，包装等。然而，聚氨酯具有高度易燃性，且一经引燃，火焰蔓延非常迅速，这限制了它们在严格的火灾情况下的使用。因而提高其阻燃耐火性很有必要性。

　　近期，北京理工大学何吉宇教授及其课题组刘艳林博士以1,2-丙二醇（PG）和六甲氧基亚甲基三聚氰胺（HMMM）为原料合成制备出一种新型阻燃三聚氰胺基聚醚多元醇（HMMM-PG），并将HMMM-PG用于制备新型聚氨酯泡沫（PUF HMMM-PG）。

　　

　　

　　研究者通过FTIR，LC-MS对HMMM-PG进行了结构表征，表明其有效合成；通过剪切粘度分析证明了HMMM-PG具有更好的流动性；并通过TGA 测试对其热稳定性进行系统分析。

　　

　　

　　热重分析显示：纯 PUF ： 380A 的 T onset （初始分解温度）为 140.6 ℃ ， HMMM-PG 样品的 T onset 可高到 207.3 ℃ ，且热峰值比纯 PUF ： 380A 低得多，表明了 HMMM-PG 的较高热稳定性。此外， PUF ： HMMM PG 样品在 800 ℃ 下的残碳量（ 19.1wt ％）比 PUF ： 380A 样品（ 6.1wt ％）高得多，表明其成炭效果有明显提升。

　　紧接着研究者对材料的力学性能进行测试，抗压强度测试结果表明，使用PUF：HMMM-PG材料的物理-力学性能提升明显。HMMM-PG抗压强度为0.15MPa，是市售聚醚多元醇380A（0.05MPa）的PUF的三倍；

　　随后，研究者采用LOI，HoC测试着重对材料的燃烧性能进行探究。

　　

　　HoC（燃烧热）表示单位质量材料的完全燃烧释放的热量，其值由材料的元素组成及组分之间的相互作用决定。通常，C含量越高，HoC越高而N，P和O含量越高，HoC越低。图3显示了每个样品的燃烧热。 PUF：380A的HoC为27.52MJ / kg，而随着PUF：HMMM-PG的引入，HoC逐渐下降，最终降低到26.97MJ / kg。同样的，LOI测试值逐渐增大，20.9%氧浓度下熄灭所用时间逐渐减少。

　　

　　（PUF：380A，b PUF：380A / 50％HMMM-PG，c PUF：HMMM-PG）

　　最后，研究者对PUF：HMMM-PG抗压与阻燃机理进行了分析：抗压强度的提升可能是由于材料中羟基官能度的提升，有效增加了交联密度并促进生成刚性三嗪环结构。阻燃性能得到明显改善则主要体现在凝聚相，PUF：HMMM-PG在燃烧过程中更稳定，且具有较高的成炭性，高温下易形成连续致密的炭层结构，该炭层有效地阻止了热传递，并能 有效阻燃分解产物扩散到火焰区域。