Zn-MpolyP阻燃玻纖增強(qiáng)尼龍66的界面相容性與熱降解研究.pdf

1、復(fù)合材料在當(dāng)今經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的時(shí)代，已經(jīng)成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)和人們?nèi)粘Ｉ钪斜夭豢缮俚闹匾牧?，其中以玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的研究最為完善，其應(yīng)用領(lǐng)域也最為廣泛。由于玻璃纖維增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料的高機(jī)械性能和在汽車、電子電器等行業(yè)的廣泛的應(yīng)用，所以其阻燃性就被人們所重視。但是由于玻璃纖維產(chǎn)生的“燭芯效應(yīng)”使得玻纖增強(qiáng)尼龍的阻燃變得很困難。傳統(tǒng)的鹵素阻燃玻纖增強(qiáng)尼龍雖然很好，但是在燃燒時(shí)釋放出有毒的煙和氣體，對(duì)環(huán)境造成了很大危害，所以玻纖增強(qiáng)尼龍的無(wú)鹵阻

2、燃的研究就變得非常的重要，而要獲得高性能的無(wú)鹵阻燃玻纖增強(qiáng)尼龍復(fù)合材料，其材料中各組分之間的界面相容性等情況就成為其關(guān)鍵。
　　本文以實(shí)驗(yàn)室合成的多聚磷酸蜜銨鹽(MpolyP)和鋅離子改性的的多聚磷酸蜜銨鹽(Zn-MpolyP)為阻燃劑，用玻璃纖維為增強(qiáng)體來(lái)制備阻燃玻璃纖維增強(qiáng)尼龍66的復(fù)合材料(PA66/GF/FR)。然后對(duì)復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)形態(tài)、力學(xué)性能、熱降解行為、結(jié)晶行為，以及復(fù)合材料中各組分的表面性質(zhì)分別進(jìn)行了表征，通過(guò)這些

3、手段來(lái)對(duì)阻燃玻璃纖維增強(qiáng)尼龍66的復(fù)合材料(PA66/GF/FR)的界面相容性進(jìn)行研究。
　　采用反相氣相色譜(IGC)技術(shù)表征復(fù)合材料中各組分的表面色散自由能和Lewis酸堿性，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明:各組分表面色散自由能大小關(guān)系為:Zn-MpolyP＞MpolyP＞PA66＞Glass fiber。相對(duì)Lewis堿性(Kb/Ka)大小關(guān)系為:PA66(7.17)＞Glass fiber(5.61)＞MpolyP(4.00)＞Zn-Mpo

4、lyP(2.32)。說(shuō)明Zn-MpolyP與PA66和Glass fiber比MpolyP與PA66和Glass fiber有更強(qiáng)的路易斯酸堿吸附作用，導(dǎo)致Zn-MpolyP與PA66和Glass fiber之間的界面粘結(jié)強(qiáng)度也要更強(qiáng)，主要是由于Zn-MpolyP中的Zn2+與尼龍66(PA66)和玻璃纖維中的O和N的孤對(duì)電子之間有強(qiáng)烈的絡(luò)合作用。
　　阻燃劑能顯著提高復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度，特別是Zn-MpolyP阻燃劑，

5、但它們都能降低缺口沖擊強(qiáng)度。Zn-MpolyP阻燃的玻纖增強(qiáng)尼龍66的復(fù)合材料拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度和缺口沖擊強(qiáng)度都高于MpolyP阻燃的玻纖增強(qiáng)尼龍66的復(fù)合材料，說(shuō)明了Zn-MpolyP阻燃的玻纖增強(qiáng)尼龍66的復(fù)合材料的界面相容性要更好。 Zn-MpolyP阻燃的玻纖增強(qiáng)尼龍66的復(fù)合材料在阻燃劑含量為15％的時(shí)候拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度和缺口沖擊強(qiáng)度達(dá)到最大，分別為180.73MPa、257.84MPa和7.79 kJ·m-2。
　　

6、掃描電鏡(SEM)結(jié)果證明了阻燃劑Zn-MpolyP和MpolyP在阻燃玻纖增強(qiáng)尼龍66體系中有很好的分散性，并且提高了尼龍66與玻璃纖維之間界面的相互作用，使界面的粘結(jié)強(qiáng)度增加。而且Zn-MpolyP阻燃的玻纖增強(qiáng)尼龍66復(fù)合材料(PA66/GF/Zn-MpolyP)要比MpolyP阻燃的玻纖增強(qiáng)尼龍66復(fù)合材料(PA66/GF/MpolyP)的界面的粘結(jié)強(qiáng)度要好，界面相容性要好。
　　利用DSC研究了阻燃劑和阻燃劑的含量對(duì)尼龍

7、66的結(jié)晶焓和結(jié)晶溫度的影響。阻燃劑Zn-MpolyP和MpolyP作為成核劑都起到了成核的作用，都可以提高尼龍66的結(jié)晶度和結(jié)晶溫度。阻燃劑Zn-MpolyP對(duì)提高尼龍66的結(jié)晶度和結(jié)晶溫度更加明顯，這說(shuō)明Zn-MpolyP起到的成核效果要比MpolyP好。
　　利用熱重分析研究了阻燃的玻纖增強(qiáng)尼龍66復(fù)合材料(PA66/GF/FR)的熱降解行為，結(jié)果表明:阻燃劑的加入改變了PA66的降解過(guò)程，使之成炭化學(xué)反應(yīng)提前，提高殘?zhí)苛俊?/p>