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文檔簡介
1、聚碳酸酯(PC)是目前生產(chǎn)規(guī)模最大、應(yīng)用范圍最廣的熱塑性工程塑料之一,廣泛應(yīng)用于電子電器、家用家居、建筑建材、汽車飛機、醫(yī)療器械等諸多領(lǐng)域。PC本身具有一定的阻燃性能,極限氧指數(shù)(LOI)一般在25%左右,可以達到UL94Ⅴ-2阻燃級別,但應(yīng)用于對阻燃要求較高的場合時,必須對其進行改性進一步提升其阻燃性能。溴系阻燃劑(BFR)是長久以來應(yīng)用廣泛、效率較高、工藝較為成熟的一類阻燃劑,但隨著人們安全和環(huán)保意識的提高,其使用正逐步受到限制,且
2、傳統(tǒng)阻燃效率較高的溴-銻復(fù)配體系不適用于PC,單獨使用BFR阻燃PC需要更多的添加量。稀土是21世紀重要戰(zhàn)略資源,我國的稀土資源儲量位居世界第一,但其開發(fā)應(yīng)用程度還較低,研究顯示稀土化合物應(yīng)用于材料改性時往往只需少量便可帶來巨大收益,近年來它在聚合物阻燃方面的應(yīng)用也越漸受到人們的關(guān)注。本文采用苯基膦酸稀土晶體(ReHPP)與BFR復(fù)配阻燃PC,探究ReHPP對PC/BFR體系熱穩(wěn)定性和阻燃性能的影響,并分析協(xié)效阻燃機理。
首先
3、,通過回流法和水熱法合成苯基膦酸鈰(CeHPP)和苯基膦酸鑭(LaHPP)兩種ReHPP。透射電鏡(TEM)測試結(jié)果顯示,兩者在PC基體中分散性良好,且LaHPP的分散性優(yōu)于CeHPP。分別將其與常用BFR十溴聯(lián)苯醚(DBDPO)復(fù)配阻燃PC。熱失重-紅外聯(lián)用分析(TG-FTIR)表明CeHPP和LaHPP的引入都能提高PC/DBDPO體系在空氣中的熱氧穩(wěn)定性,CeHPP在初始階段抑制降解的效果優(yōu)于LaHPP;LOI和垂直燃燒測試結(jié)果顯
4、示,少量ReHPP的引入能夠大大提升材料的LOI,并達到UL94Ⅴ-0阻燃級別,但繼增加ReHPP的添加量阻燃效果反而下降;錐形量熱(Cone)測試結(jié)果表明CeHPP和LaHPP的引入都有效降低了體系的熱釋放和煙釋放,其中LaHPP對峰值熱釋放速率(PHRR)的降低比CeHPP顯著,而CeHPP對煙釋放速率(SPR)和總煙釋放量(TSR)的抑制性能更勝一籌。對殘?zhí)亢妥枞紮C理的分析表明,ReHPP促進了交聯(lián)成炭,提升了炭層強度,體系阻燃效
5、率的提升依賴于DBDPO氣相作用和ReHPP凝固相成炭作用之間的協(xié)同效應(yīng)。
其次,選取另一種相對環(huán)保的BFR溴化聚苯乙烯(BPS),將其與LaHPP復(fù)配阻燃PC。TG-FTIR結(jié)果表明LaHPP的引入可以提升PC/BPS體系的熱氧穩(wěn)定性,但對體系熱解產(chǎn)物釋放沒有明顯抑制;阻燃測試的結(jié)果顯示LaHPP的引入對體系的LOI和垂直燃燒等級也沒有明顯的提升; Cone測試結(jié)果顯示雖然LaHPP的引入增加了體系的殘?zhí)苛浚珜w系的熱釋放
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