康阜新材料為您分析聚磷酸銨的五大性質(zhì)
- 發(fā)布時(shí)間:2019-03-25 03-25 17:41 作者:康阜新材料
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聚磷酸銨(APP)是一種性能優(yōu)良的阻燃劑,APP的磷含量和含氮量都很高,它們之間存在P-N協(xié)同效應(yīng),因而具有較高的阻燃效能。它的熱穩(wěn)定性好(分解溫度高于250℃,在約750℃下完全分解)。在水中溶解度低,產(chǎn)品近于中性,能與許多其它阻燃劑進(jìn)行復(fù)配提供其阻燃性和實(shí)施性能,發(fā)煙量不大,毒性?。↙D50>10g/kg),是典型的“環(huán)保型阻燃劑”。
下面淺談幾個(gè)與APP有關(guān)的性質(zhì)
1,溶解性
APP的溶解度受多個(gè)因素的影響,如與水的比例、溫度的高低、APP晶型結(jié)構(gòu)類(lèi)型、聚合度和顆粒度大小、溶解的時(shí)間、攪拌情況等,因而溶解度數(shù)據(jù)在文獻(xiàn)中出入較大。
通常,隨著APP顆粒度微細(xì)化,溶解度增大;溶解時(shí)間加長(zhǎng),溶解度加大;聚合度增大,水溶性降低。
APP溶解于水中后生成NH4﹢,后者可以與水中其它陽(yáng)離子發(fā)生交換反應(yīng),從而引起溶解度的變化,有時(shí)甚至形成膠狀物。例如,在25℃下用含有0.5g NaCl 的100g水去溶解APP,可溶解5g APP;當(dāng)改用蒸餾水時(shí),僅能溶解0.15g APP.
APP的溶解度是指它在水中的溶解性能,它在常見(jiàn)的極性溶劑(如二甲基甲酰胺、六甲基磷酸三酰胺)中是不溶解的。
2,吸濕性及水解作用
無(wú)機(jī)化合物都有一定的吸濕性,APP也不例外。
吸濕性是一種表面現(xiàn)象,隨著比表面積的增加,即隨著顆粒度的微細(xì)化,吸濕性隨之增加。此外,不同晶型結(jié)構(gòu)APP由于表面結(jié)構(gòu)的不同,吸濕性也有差別。通常Ⅰ型結(jié)構(gòu)APP表面粗糙,Ⅱ型結(jié)構(gòu)APP表面圓滑,因而前者的吸濕性大于后者。
吸濕性隨著APP聚合度增大而下降。隨著聚合度增加,-P-O-P-鏈長(zhǎng)加長(zhǎng),鏈間作用力加大,聚集狀態(tài)趨于緊密化,從而使吸濕性下降。
隨著吸濕作用的進(jìn)行,表面部分APP溶于吸著的水分中。溶于水分中的APP逐漸發(fā)生水解反應(yīng),從而使APP阻燃材料的阻燃性逐漸消失。對(duì)于A(yíng)PP以溶液狀態(tài)使用阻燃劑(如用于織物處理含APP阻燃劑、水基防火涂料以及含APP森林滅火劑),要引起注意。
水解反應(yīng)隨著顆粒度、溫度和pH值改變而變化。溫度上升,pH值下降,水解反應(yīng)速度加快。當(dāng)顆粒度由1mm增加至3mm時(shí),水解反應(yīng)速度降至原來(lái)的1.3~1/2.
3,熱穩(wěn)定性
APP作為阻燃劑的一個(gè)優(yōu)良特性是熱穩(wěn)定性好,分解溫度大于250℃。
膨脹型防火涂料及膨脹型阻燃體系中的APP對(duì)熱穩(wěn)定性提出了特殊的要求。首先要求其熱分解溫度的起始溫度高,而后期則要求其迅速分解,形成的聚磷酸銨立即起到催化脫水炭化的作用。
以presafer 的EPFR-APP222H為例, 1%熱失重,約280℃。10%熱失重,約350℃。
4,氨分壓
在A(yíng)PP中氨的平衡蒸汽壓是關(guān)系到其穩(wěn)定度性的一個(gè)指標(biāo)。氨的分壓大,則容易分解。根據(jù)早期的研究顯示,它和溫度之間有如下關(guān)系:
P=(8.207-3230/T)X133.3
P為氨的平衡蒸汽壓,Pa; T為熱力學(xué)溫度。
該式所得值與實(shí)測(cè)值之間平均偏差3%。
5,加工性能
加工性能通常指APP與基材的相容性、分散性以及所得阻燃材料的力學(xué)性質(zhì)(主要指強(qiáng)度因子),但是隨著APP應(yīng)用于防火涂料和合成材料等領(lǐng)域,還要求其在水介質(zhì)和各種有機(jī)介質(zhì)中的粘度要低,因此粘度值是限制其應(yīng)用的一個(gè)重要因素。
從理論上來(lái)說(shuō),APP在水介質(zhì)和有機(jī)介質(zhì)中的黏度與APP鏈的形狀(舒展、卷曲、有小的支鏈)、聚合度分散程度等因素有關(guān),關(guān)系較為復(fù)雜。若聚合度分散程度大。則其黏度值大。當(dāng)APP應(yīng)用于聚酯或聚氨酯中時(shí),也要求其盡可能低的黏度,以便順利地進(jìn)行操作。
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