苯基膦酸稀土和溴系阻燃劑協(xié)效阻燃聚碳酸酯.pdf

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(jī)、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(dá)到UL94Ⅴ-2阻燃級別，但應(yīng)用于對阻燃要求較高的場合時(shí)，必須對其進(jìn)行改性進(jìn)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(dú)使用BFR阻燃PC需要更多的添加量。稀土是21世紀(jì)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(shí)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(jī)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(dá)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(jī)理的分析表明，ReHPP促進(jìn)了交聯(lián)成炭，提升了炭層強(qiáng)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?，但對體系的熱釋放