有機(jī)阻燃劑的合成及其在聚酰胺工程塑料中的應(yīng)用研究.pdf

1、PA6擁有優(yōu)異的綜合性能，是用量最大的工程塑料之一，然而PA6的易燃性也帶來了潛在的火災(zāi)危險(xiǎn)；目前PA6中用量最大、阻燃效果最好的含鹵阻燃劑由于會導(dǎo)致有毒煙霧釋放量激增，正逐步被淘汰。因此，研究新型高效無鹵阻燃PA6對社會的可持續(xù)發(fā)展意義重大。本文使用DOPO等原料設(shè)計(jì)合成3種不同系列的阻燃劑，對其結(jié)構(gòu)、基本物理性能、熱性能、電學(xué)性能進(jìn)行了分析測試，希望制備一種添加量少，阻燃性能好的阻燃劑用于聚酰胺工程塑料中，使其不降低聚酰胺的力學(xué)性能

2、或降低的少。分別是TG-DO型阻燃劑，BABT型阻燃劑與TBDT型阻燃劑。
　　將所合成的不同系列、不同配比的阻燃劑用于聚酰胺的阻燃。為了避免原料以及時(shí)間的浪費(fèi)，本課題將先使用密煉機(jī)模擬工業(yè)化熔化、切粒、注塑效果。按照密煉配方進(jìn)行密煉，使PA6與阻燃劑充分混合均勻，再對密煉產(chǎn)物初步進(jìn)行阻燃性以及韌性的評估，選擇一些優(yōu)秀的配方做切粒注塑試驗(yàn)，進(jìn)一步測定阻燃性能、力學(xué)性能、熱學(xué)性能、電學(xué)性能、表面能的具體數(shù)值，再分析整理數(shù)據(jù)得出下一步

3、研究方案。在第三章中設(shè)計(jì)了25種密煉配方，對其進(jìn)行密煉，和對阻燃性能及韌性進(jìn)行估計(jì)與討論，最終選擇BT-5\BT-6\TD-2\T-3\T-5\T-6共6個(gè)密煉配方做進(jìn)一步混料切粒注塑試驗(yàn)，測試了密度、吸水率、表面能、阻燃性能、力學(xué)性能、熱學(xué)性能、電學(xué)性能并分析，但是經(jīng)不同阻燃劑改性的PA6的阻燃性能的等級均為UL94 V-2等級。這是由于添加的阻燃劑含量比較少，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5％，而未能達(dá)到比較好的阻燃效果。阻燃PA6的拉伸強(qiáng)度及斷裂伸長

4、率普遍呈現(xiàn)降低趨勢，若提高阻燃劑的含量對PA6進(jìn)行改性，必然造成其力學(xué)性能的崩潰，而無法作為工程塑料使用。該課題也再次證明了PA6具有很強(qiáng)的吸水性，在加入阻燃劑后使吸水率有小規(guī)模降低，根據(jù)電學(xué)性能數(shù)據(jù)與作圖，阻燃改性PA6的介電損耗并不是十分出色，這限制了PA6在電氣領(lǐng)域中的應(yīng)用。根據(jù)其綜合性能的分析判斷，選擇了BABT-13與TBDT-312進(jìn)行后續(xù)研究嘗試。
　　本課題中，由于需要保證PA6的力學(xué)性能，故阻燃劑添加量較小而導(dǎo)致

5、達(dá)不到比較好的阻燃效果，決定在添加阻燃劑的同時(shí)，先對聚酰胺進(jìn)行改性，使用環(huán)氧樹脂在己內(nèi)酰胺聚合時(shí)對聚酰胺進(jìn)行改性，根據(jù)溶液萃取、凝膠化時(shí)間、紅外光譜、吸水率、熱學(xué)性能、電學(xué)性能的測試，在第四章中探索了使用不同配比的DGEBA與ε-己內(nèi)酰胺進(jìn)行聚合反應(yīng)的程度來選擇最優(yōu)配比合成高性能改性聚酰胺。產(chǎn)物的形態(tài)從液態(tài)到橡膠態(tài)到硬脆性固體（取決于反應(yīng)配比）。隨著DGEBA含量增加，共聚物的拉伸強(qiáng)度增大。當(dāng)DGEBA：ε-己內(nèi)酰胺比率為80:20時(shí)是

6、DGEBA／聚己內(nèi)酰胺活性共聚物最優(yōu)配比。此時(shí)反應(yīng)程度達(dá)到最大，是作為環(huán)氧膠粘劑的最佳配比，但本次課題討論的是對聚酰胺的改性，并提高其熱性能與機(jī)械性能，故選擇C配方繼續(xù)進(jìn)行后續(xù)阻燃改性研究。
　　在對改性聚酰胺進(jìn)行阻燃改性時(shí)，嘗試使用了EG，SFR6600，二氧化硅，MCA，聚酰胺彈性體與實(shí)驗(yàn)室自制的阻燃劑，設(shè)計(jì)了20種密煉配方，進(jìn)行密煉，及對阻燃性能及韌性進(jìn)行估計(jì)與討論，最終選擇X-5/Y-5/JG-2共3個(gè)密煉配方做進(jìn)一步混料