革新阻燃科技：DOPO接枝氫氧化鎂在超高分子量聚乙烯中的應用研究與性能提升

DOPO（9,10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物）作為一種高效的磷系阻燃劑，通過接枝到氫氧化鎂（MH）上，可以顯著增強其在聚合物中的分散性和與聚合物基體的界面相容性，從而提升超高分子量聚乙烯（UHMWPE）的阻燃性能。這項研究結合了無機阻燃劑氫氧化鎂的物理隔離效應和有機磷系阻燃劑DOPO的化學抑制作用，形成了具有協(xié)同阻燃效果的新型復合材料。

研究背景與目的

超高分子量聚乙烯由于其優(yōu)異的力學性能、耐磨性和低摩擦系數(shù)，在多個領域得到廣泛應用，但其本身易燃，限制了其在某些需要高阻燃要求領域的應用。通過將DOPO接枝到氫氧化鎂表面，不僅能夠利用氫氧化鎂分解時釋放的水蒸氣來降低燃燒區(qū)域的溫度并稀釋氧氣濃度，還能利用DOPO的磷元素在高溫下形成穩(wěn)定的磷酸鹽層，起到隔絕熱量、抑制自由基鏈式反應的作用。

研究方法

1. 合成方法：通常采用化學接枝法，先通過化學反應在氫氧化鎂表面引入功能基團，再將DOPO通過化學鍵合的方式接枝到這些功能基團上，形成DOPO-MH復合阻燃劑。

2. 復合材料制備：將制得的DOPO-MH復合阻燃劑與超高分子量聚乙烯通過熔融共混或溶液混合的方法制備阻燃復合材料。

3. 性能測試：對復合材料進行一系列的性能測試，包括但不限于阻燃性能測試（如UL-94垂直燃燒測試、氧指數(shù)測試）、力學性能測試（拉伸強度、斷裂伸長率等）、熱穩(wěn)定性和熱釋放速率分析等。

研究成果與展望

研究表明，DOPO接枝改性的氫氧化鎂能夠有效提高UHMWPE的阻燃性能，同時在一定程度上保持或改善其原有的力學性能。接枝改性后的阻燃劑在聚合物基體中的分散更均勻，減少了阻燃劑團聚現(xiàn)象，提高了阻燃效率和材料的整體性能。此外，這種改性策略還可能賦予復合材料其他功能，如抗滴落性能的提高，這對于實際應用中的消防安全尤為重要。

未來的研究可能會集中在優(yōu)化接枝效率、探索更環(huán)保的接枝方法、以及開發(fā)多功能一體化的阻燃體系，以滿足不同行業(yè)對高性能阻燃材料的需求。