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康阜新材料为您分析聚磷酸铵的五大性质

发布时间:2019-03-25 03-25 17:41 作者:康阜新材料

聚磷酸铵(APP)是一种性能优良的阻燃剂,APP的磷含量和含氮量都很高,它们之间存在P-N协同效应,因而具有较高的阻燃效能。它的热稳定性好(分解温度高于250℃,在约750℃下完全分解)。在水中溶解度低,产品近于中性,能与许多其它阻燃剂进行复配提供其阻燃性和实施性能,发烟量不大,毒性小(LD50>10g/kg),是典型的“环保型阻燃剂”。

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下面浅谈几个与APP有关的性质


1,溶解性

APP的溶解度受多个因素的影响,如与水的比例、温度的高低、APP晶型结构类型、聚合度和颗粒度大小、溶解的时间、搅拌情况等,因而溶解度数据在文献中出入较大。

通常,随着APP颗粒度微细化,溶解度增大;溶解时间加长,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﹢,后者可以与水中其它阳离子发生交换反应,从而引起溶解度的变化,有时甚至形成胶状物。例如,在25℃下用含有0.5g NaCl 的100g水去溶解APP,可溶解5g APP;当改用蒸馏水时,仅能溶解0.15g APP.

APP的溶解度是指它在水中的溶解性能,它在常见的极性溶剂(如二甲基甲酰胺、六甲基磷酸三酰胺)中是不溶解的。


2,吸湿性及水解作用

无机化合物都有一定的吸湿性,APP也不例外。

吸湿性是一种表面现象,随着比表面积的增加,即随着颗粒度的微细化,吸湿性随之增加。此外,不同晶型结构APP由于表面结构的不同,吸湿性也有差别。通常Ⅰ型结构APP表面粗糙,Ⅱ型结构APP表面圆滑,因而前者的吸湿性大于后者。

吸湿性随着APP聚合度增大而下降。随着聚合度增加,-P-O-P-链长加长,链间作用力加大,聚集状态趋于紧密化,从而使吸湿性下降。

随着吸湿作用的进行,表面部分APP溶于吸着的水分中。溶于水分中的APP逐渐发生水解反应,从而使APP阻燃材料的阻燃性逐渐消失。对于APP以溶液状态使用阻燃剂(如用于织物处理含APP阻燃剂、水基防火涂料以及含APP森林灭火剂),要引起注意。

水解反应随着颗粒度、温度和pH值改变而变化。温度上升,pH值下降,水解反应速度加快。当颗粒度由1mm增加至3mm时,水解反应速度降至原来的1.3~1/2.



3,热稳定性

APP作为阻燃剂的一个优良特性是热稳定性好,分解温度大于250℃。

膨胀型防火涂料及膨胀型阻燃体系中的APP对热稳定性提出了特殊的要求。首先要求其热分解温度的起始温度高,而后期则要求其迅速分解,形成的聚磷酸铵立即起到催化脱水炭化的作用。

以presafer 的EPFR-APP222H为例, 1%热失重,约280℃。10%热失重,约350℃。


4,氨分压

在APP中氨的平衡蒸汽压是关系到其稳定度性的一个指标。氨的分压大,则容易分解。根据早期的研究显示,它和温度之间有如下关系:

P=(8.207-3230/T)X133.3

P为氨的平衡蒸汽压,Pa; T为热力学温度。

该式所得值与实测值之间平均偏差3%。


5,加工性能

加工性能通常指APP与基材的相容性、分散性以及所得阻燃材料的力学性质(主要指强度因子),但是随着APP应用于防火涂料和合成材料等领域,还要求其在水介质和各种有机介质中的粘度要低,因此粘度值是限制其应用的一个重要因素。

从理论上来说,APP在水介质和有机介质中的黏度与APP链的形状(舒展、卷曲、有小的支链)、聚合度分散程度等因素有关,关系较为复杂。若聚合度分散程度大。则其黏度值大。当APP应用于聚酯或聚氨酯中时,也要求其尽可能低的黏度,以便顺利地进行操作。


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