阻燃TPU是通過在TPU基材中引入無機(jī)或有機(jī)阻燃元素，如一些含有磷、氮、硼、鋁、鎂以及鹵素的單元。早期，鹵素阻燃劑被廣泛應(yīng)用于高分子材料的阻燃改性，但鹵素在燃燒時會產(chǎn)生大量有毒氣體，因此慢慢被淘汰。目前人們已將研究重點(diǎn)轉(zhuǎn)向更加環(huán)保的無鹵阻燃技術(shù)。TPU的阻燃改性可按阻燃劑與高分子基材之間的結(jié)合情況，分為反應(yīng)型本征阻燃改性和添加型阻燃改性。
                                                    
反應(yīng)型阻燃改性
反應(yīng)型阻燃改性是指在聚氨酯高分子鏈結(jié)構(gòu)中通過化學(xué)鍵引入具有阻燃功能元素或化學(xué)官能團(tuán)，使TPU高分子鏈本身具有阻燃特點(diǎn)。目前，常用的反應(yīng)型阻燃劑是含有磷、氮等元素的多元醇或者異氰酸酯單元。如以含磷多元醇作為聚合單體制備的本征阻燃TPU。使用磷系阻燃多元醇來改性 TPU，磷元素通過聚合反應(yīng)引入到高分子鏈中，其作為多元醇結(jié)構(gòu)中的一部分，在燃燒過程中，磷元素會以PO·自由基的形式釋放并捕捉高分子基體燃燒生成的自由基，從而猝滅燃燒反應(yīng)，同時促進(jìn)基體成碳，達(dá)到阻燃的效果。
而含氮阻燃劑主要是通過在高溫下分解產(chǎn)生而NH3、N2等不燃?xì)怏w起到阻燃效果。例如，以二異氰酸酯、二羥甲基丙酸、聚醚二元醇、含磷/氮元素的兩邊封端為羥基的二醇（FRC-5）為單體制備反應(yīng)型的TPU，其阻燃性明顯提高，且熱穩(wěn)定性也有所改善。用正丁醇、三氯氧磷和1,4-丁二醇為原料，合成雙羥基液態(tài)磷酸酯（BBHP），再將其與4, 4'-二苯基甲烷二異氰酸酯（MDI）反應(yīng)，生成阻燃TPU。當(dāng)BBHP的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%～12%時，阻燃TPU的氧指數(shù)達(dá)到27%。
反應(yīng)型阻燃改性一般具有阻燃作用持久穩(wěn)定，對材料其他性能影響較小的優(yōu)勢，但改性過程相對復(fù)雜，涉及到聚合反應(yīng)。同時對改性劑的要求也較高，只有部分阻燃元素或官能團(tuán)能引入TPU分子鏈中，因此研究及實(shí)際應(yīng)用并不多。另外，反應(yīng)型阻燃技術(shù)的阻燃效率還有待進(jìn)一步提高。
添加型阻燃改性
添加型阻燃改性的優(yōu)點(diǎn)在于制備阻燃TPU時為物理混合，不涉及化學(xué)反應(yīng)，工藝相對簡單，且阻燃劑來源廣泛，成本較低，因此，添加型阻燃改性研究及應(yīng)用都非常廣泛。
需要注意的是，添加的阻燃劑需要考慮與基體的相容性，不然容易析出，影響阻燃效果及TPU的機(jī)械性能。添加型阻燃改性可根據(jù)阻燃劑的類別，分為無機(jī)類阻燃劑添加，有機(jī)類阻燃劑添加，以及有機(jī)-無機(jī)復(fù)合添加。
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