次磷酸鋁-磷腈衍生物協(xié)效阻燃PBT的性能研究.pdf

1、聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)具有優(yōu)異的性能被廣泛的應用于汽車、電子、電器等領域。但PBT材料易燃，限制了其廣泛應用，因此對PBT材料進行阻燃改性具有重要意義。含鹵阻燃劑對PBT具有很好的阻燃效率，由于在燃燒過程中釋放出有毒性氣體等原因，其應用受到了限制。含磷阻燃劑，如二乙基次磷酸鋁，次磷酸鋁等用于PBT阻燃時表現(xiàn)了很好的阻燃效率。為了進一步提高次磷酸鋁對PBT材料的阻燃效率，選取合適的協(xié)效劑與次磷酸鋁進行協(xié)同阻燃是一種有效的途徑。

2、r>　　本論文選取實驗室前期研究合成的六對醛基苯氧基環(huán)三磷腈（HAPCP），以不同質(zhì)量比與次磷酸鋁(AHP)進行復配，然后添加到PBT中制備阻燃PBT材料，通過極限氧指數(shù)(LOI)、垂直燃燒(UL-94)測試研究了材料的阻燃性能;通過錐形量熱(CONE)測試研究了材料的燃燒行為;通過拉伸、彎曲和沖擊強度的測試研究了材料的力學性能;將樣條置于70℃水中煮168 h的耐水測試研究材料的耐水性能，綜合研究了HAPCP與AHP的質(zhì)量比及阻燃劑的

3、總添加量對PBT材料的阻燃、力學和耐水性能的影響。測試結(jié)果表明:單獨添加AHP阻燃PBT，阻燃劑的添加量為18wt％時，材料通過UL-94Ⅴ-0級，氧指數(shù)為23.8％;當AHP與HAPCP以質(zhì)量比為15∶1復配后，阻燃劑的添加量為16wt％時，阻燃PBT樣條就通過了UL-94Ⅴ-0級，氧指數(shù)為25.3％，表明HAPCP與AHP對PBT材料具有很好的協(xié)效阻燃作用。HAPCP/AHP/PBT體系的煙釋放速率(SPR)和煙釋放總量(TSP)比

4、AHP/PBT體系有所降低。相對于AHP/PBT，HAPCP/AHP/PBT體系的拉伸、彎曲和沖擊性能均有不同程度的提升。在阻燃劑添加量均為16wt％時，水煮后HAPCP/AHP/PBT樣條依然可以通過UL-94Ⅴ-0級，△LOI為-0.8％，且質(zhì)量損失率為0.064％;但AHP/PBT樣條在UL-94測試中依然只能通過UL-94Ⅴ-1級，△LOI為-1.0％，且質(zhì)量損失率達到0.079％，從而證明，阻燃劑的復配有助于提升材料的耐水性能

5、。同時，與HAPCP/AHP/PBT體系水煮前相比，水煮后該樣條的拉伸和彎曲強度有所增加。
　　此外，利用傅里葉紅外光譜(FT-IR)對不同溫度下HAPCP與AHP的反應產(chǎn)物的結(jié)構進行表征，推測出兩者的反應機理，從而預測出在HAPCP/AHP/PBT體系中，HAPCP與AHP的協(xié)效機理。結(jié)果表明，HAPCP和AHP在200℃下發(fā)生交聯(lián)反應，生成具有P-C鍵且較高熱穩(wěn)定性的交聯(lián)結(jié)構;推測出在HAPCP/AHP/PBT體系加工過程中，

6、HAPCP和AHP會發(fā)生交聯(lián)反應，改善材料的熱穩(wěn)定性，及阻燃劑與PBT基體的界面相容性，從而提升材料阻燃、力學及耐水性能。
　　采用熱失重分析(TGA)測試分別對阻燃劑AHP、HAPCP、AHP/HAPCP和材料純PBT、AHP/PBT、HAPCP/AHP/PBT體系進行了熱降解行為研究，結(jié)果表明，與AHP相比，AHP/HAPCP的最大分解速率由35.9％·min-1下降到16.5％·min-1;與AHP/PBT相比，HAPCP/