熱塑性聚氨酯的無鹵阻燃改性研究.pdf

1、熱塑性聚氨酯（TPU）是一種非常具備應(yīng)用潛力的新型有機(jī)高分子合成材料，其優(yōu)異的耐磨性、耐油性、回彈性、耐環(huán)境性和絕緣性使其能夠廣泛運用在電線電纜行業(yè)，而且前景非常廣闊，但是 TPU阻燃性能較差，不利于其推廣應(yīng)用，本文首先選用膨脹型阻燃劑對其進(jìn)行阻燃改性，并研究了無機(jī)協(xié)效劑對膨脹型阻燃劑的協(xié)效作用，此外還合成一種新型ATH-DOPO阻燃劑對TPU進(jìn)行阻燃改性，對其進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。具體內(nèi)容如下：
　　1、研究了膨脹型阻燃劑(IFR)

2、含量對TPU的阻燃性能和力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明：IFR能夠有效提高TPU的阻燃性能，但是相對的IFR含量越大對TPU的力學(xué)性能下降也越大，綜合考慮TPU/IFR的質(zhì)量比為70/30較好。
　　2、考察了三氧化二鎳(Ni2O3)和有機(jī)蒙脫土(OMMT)兩種無機(jī)協(xié)效劑對TPU/IFR阻燃體系（質(zhì)量比70/30）阻燃性能、力學(xué)性能、熔體流動性能、相容性、熱學(xué)性能、成炭性能等方面的影響。結(jié)果表明：Ni2O3和OMMT均能夠在一定程度上提

3、高TPU/IFR阻燃體系的阻燃效果，但是對其力學(xué)性能有一定的負(fù)面影響，而Ni2O3具有更好的協(xié)同效果，且少量的Ni2O3還能夠提高其力學(xué)性能，兩者的協(xié)效原理并不是提高燃燒的殘?zhí)柯?，而是通過改善IFR成炭后炭層的致密度，阻隔氧氣和熱量來發(fā)揮協(xié)同效果。
　　3、為進(jìn)一步研究Ni2O3的協(xié)同機(jī)理，考察了IFR和Ni2O3混合物升溫后產(chǎn)物的化學(xué)組成和期間的化學(xué)變化。結(jié)果表明：Ni2O3高溫的分解產(chǎn)物NiO能夠阻止IFR中的烷基磷酸酯發(fā)生分

4、解反應(yīng)生成P2O5反應(yīng)，并與其反應(yīng)交聯(lián)成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使更多的烷基磷酸酯參與到交聯(lián)反應(yīng)中，從而在成炭過程中形成更加致密的炭層，起到有效的協(xié)同效果。
　　4、研究了氫氧化鋁(ATH)的表面改性并在其表面接枝上9，10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物(DOPO)，考察了ATH接枝產(chǎn)物的表面化學(xué)結(jié)構(gòu)和不同制備條件下的產(chǎn)物接枝率的區(qū)別。結(jié)果表明：DOPO-KH560是通過與ATH表面的-OH發(fā)生反應(yīng)接枝生成ATH-DOPO，隨著球

5、磨時間的增加，ATH-DOPO的接枝率也隨之提高，但球磨時間為1.5h時幾乎無法接枝，起到接枝作用的球磨時間至少在3h以上。
　　5、考察了ATH-DOPO對TPU阻燃性能、力學(xué)性能、相容性、熱降解過程等方面的影響。結(jié)果表明：對ATH進(jìn)行接枝后能夠大幅度提高其在TPU基體中的相容性，隨著ATH-DOPO含量的增加，TPU/ATH-DOPO的阻燃性能隨之提高，其機(jī)理主要是ATH分解吸熱和DOPO的氣相阻燃機(jī)理，但力學(xué)強(qiáng)度隨ATH-D