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

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，毒性小（LD50>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APP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APP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。

從理論上來說，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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