原位反應(yīng)膨脹型阻燃母料的制備及其對(duì)聚丙烯性能的影響研究.pdf

1、聚丙烯(PP)是極易燃燒的材料,燃燒時(shí)發(fā)熱量大,熔融滴落,且極易傳播火焰,限制了應(yīng)用領(lǐng)域,需添加阻燃劑以提高阻燃性能。從無(wú)鹵阻燃發(fā)展趨勢(shì)看,由于膨脹型阻燃劑具有高阻燃性、無(wú)熔滴行為、低煙、低毒、無(wú)腐蝕性氣體等優(yōu)點(diǎn),成為當(dāng)今阻燃領(lǐng)域的研發(fā)熱點(diǎn)。然而,由于其碳源和酸源組分大多是親水性物質(zhì),極性較大,與PP相容性差,會(huì)降低阻燃材料力學(xué)性能。本課題主要研究膨脹型阻燃母料及其阻燃協(xié)效劑對(duì)PP復(fù)合材料(簡(jiǎn)稱復(fù)合材料)力學(xué)性能和阻燃性能的影響。

2、>　　 本文首先采用季戊四醇(PER)和磷酸密銨鹽(MP)為原料,添加一定量的磷鎢酸,通過(guò)雙螺桿擠出機(jī)熔融擠出制備了膨脹型阻燃母料(簡(jiǎn)稱母料)。研究了母料制備過(guò)程中,添加磷鎢酸為協(xié)效劑對(duì)復(fù)合材料性能的影響。傅利葉紅外光譜分析(FT-IR)表明在母料制備過(guò)程中添加磷鎢酸能促進(jìn)PER與MP發(fā)生一定的酯化反應(yīng),形成了單一組分的膨脹型阻燃劑。熱重分析(TG)表明添加阻燃母料后的復(fù)合材料具有良好的熱穩(wěn)定性。力學(xué)性能研究表明適量磷鎢酸的添加對(duì)提高

3、復(fù)合材料的力學(xué)性能較為明顯。
　　 其次,在母料制備過(guò)程中添加有機(jī)改性蒙脫土為協(xié)效劑,研究其用量與阻燃性能及力學(xué)性能的關(guān)系,研究表明蒙脫土的添加對(duì)復(fù)合材料阻燃及力學(xué)性能略有提高。
　　 其三,以雙季戊四醇(DPER)代替PER與磷酸密銨鹽(MP)通過(guò)熔融共混制備了膨脹型阻燃母料。TG分析表明添加該母料制備的復(fù)合材料具有良好的熱穩(wěn)定性。掃描電鏡(SEM)分析表明添加該母料制備的復(fù)合材料燃燒后表面可觀察到致密的膨脹炭層。力學(xué)

4、性能研究表明復(fù)合材料的力學(xué)性能仍需要繼續(xù)改善。
　　 最后,以雙季戊四醇(DPER)代替PER與磷酸密銨鹽(MP)制備了膨脹型阻燃母料,并進(jìn)一步研究此阻燃母料對(duì)PP的阻燃性能。紅外光譜分析表明在DPER與MP部分發(fā)生了酯化反應(yīng)。TG分析表明添加該阻燃母料后的復(fù)合材料具有良好的熱穩(wěn)定性,最終殘?zhí)苛靠蛇_(dá)20％。SEM分析表明復(fù)合材料燃燒后表面可觀察到明顯的發(fā)泡膨脹效果。力學(xué)性能研究表明復(fù)合材料的力學(xué)性能能滿足絕大多數(shù)場(chǎng)合的應(yīng)用要求。