木塑復(fù)合材料是一種符合國家環(huán)保和廢棄物再利用政策的綠色材料，價(jià)格低廉、原料來源廣且外觀漂亮，已廣泛應(yīng)用在家具、建材、汽車和交通等行業(yè)。熱塑性木塑復(fù)合材料具有易加工成型的優(yōu)勢(shì)，聚烯烴/木粉(WF)復(fù)合材料一直是近年來研究報(bào)道的熱點(diǎn)。 

然而，聚烯烴類通用塑料(如聚乙烯、聚丙烯等)以及聚烯烴/WF復(fù)合材料均屬于極易燃材料，這極大地限制了其應(yīng)用，因此，提升木塑復(fù)合材料的阻燃性能是拓寬其應(yīng)用領(lǐng)域的關(guān)鍵。磷系膨脹型阻燃劑是無鹵阻燃技術(shù)發(fā)展的主要方向，含磷阻燃劑通常作為酸源。  

無機(jī)磷類阻燃劑(如聚磷酸銨)可對(duì)木塑復(fù)合材料起到很好的阻燃作用，但此類阻燃劑聚合度低、熱穩(wěn)定性差、易吸水遷移，大多數(shù)情況下需要與其他阻燃劑復(fù)配才能達(dá)到理想的阻燃效果，常用的復(fù)配阻燃劑與樹脂基體的相容性較差。   

聚磷酸銨

與復(fù)配阻燃劑相比，通過化學(xué)方法制備單分子型膨脹型阻燃劑，將酸源、碳源和氣源以化學(xué)鍵集合在同一大分子上，較高的聚合度使其具有更高的熱穩(wěn)定性和耐水性，且通過大分子的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能同時(shí)提升阻燃劑與樹脂基體的相容性，這也是新型阻燃劑的發(fā)展方向。         

目前，關(guān)于磷酸酯共聚物在聚烯烴類木塑復(fù)合材料阻燃方面的研究報(bào)道較少。本工作以1-氧基磷雜-4-羥甲基-2,6,7-三氧雜雙環(huán)[2.2.2]辛烷(PEPA)、多聚磷酸(PPA)、1,4-丁二醇二縮水甘油醚、雙酚A型環(huán)氧樹脂和三聚氰胺為原料，通過縮聚法合成了多功能磷酸酯共聚物，將其作為阻燃劑，采用熔融共混法制備阻燃高密度聚乙烯(HDPE)/WF木塑復(fù)合材料，考察了磷酸酯共聚物含量對(duì)復(fù)合材料力學(xué)性能、熱性能和阻燃性能的影響。

磷酸酯共聚物在370℃之前的輕微質(zhì)量損失可能是殘留的有機(jī)小分子的分解，第1階段大約從380℃持續(xù)到430℃，主要產(chǎn)物為三聚氰胺和聚磷酸，此時(shí)部分雙酚A結(jié)構(gòu)也開始分解；
第2階段持續(xù)到485℃，此階段共聚物主鏈劇烈分解，且伴隨著三聚氰胺和聚磷酸縮合形成高相對(duì)分子質(zhì)量的含P—N—O的聚合物，同時(shí)部分三聚氰胺分解釋放出不燃性氣體；
第3階段比較平緩，主要為含P—N—O聚合物催化含氧鏈段的成炭，并釋放出水蒸氣、氨氣等不燃?xì)怏w，就起始分解溫度而言，其熱穩(wěn)定性明顯高于常用的磷系阻燃劑。         

不含阻燃劑的HDPE/WF木塑復(fù)合材料的起始分解溫度為290℃左右，持續(xù)到近400℃，主要為木粉自身半纖維素、纖維素和木質(zhì)素的分解及結(jié)合水的失去；

第2階段持續(xù)到435℃左右，為木粉分解產(chǎn)物的進(jìn)一步脫水炭化，隨后進(jìn)行HDPE基體的劇烈分解，基體的分解速率與純HDPE相差不大。

綜上所述，得出以下結(jié)論：

• 以PEPA，PPA，1,4-丁二醇二縮水甘油醚，雙酚A型環(huán)氧樹脂和三聚氰胺為原料合成磷酸酯共聚物，以其為阻燃劑對(duì)HDPE/WF復(fù)合材料進(jìn)行阻燃改性。  

• 與常規(guī)磷系阻燃劑相比，集酸源、碳源和氣源為一體的磷酸酯共聚物具有更高的熱穩(wěn)定性，隨磷酸酯共聚物含量增加，HDPE/WF復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度呈先增大后減小的趨勢(shì)。         
  

• 磷酸酯共聚物能顯著改善復(fù)合材料的阻燃性能，與未阻燃的復(fù)合材料相比，當(dāng)磷酸酯共聚物含量為20%(w)時(shí)，復(fù)合材料的最大熱釋放速率和總熱釋放量分別下降約69%，59%，LOI為31.5%，垂直燃燒級(jí)別達(dá)到UL94V-0級(jí)，殘?zhí)苛刻岣吡?1.5%(w)，阻燃效果很好。