聚丙烯-尼龍6無鹵或低鹵合金的制備及性能研究.pdf

1、聚丙烯(PP)是一種綜合性能良好的通用高分子材料，近年來不僅在歐美，而且在我國PP有替代工程塑料制作電器產(chǎn)品配件(電視機、電腦外殼、接插件等)，進入電子電器領域的趨勢。但是由于聚丙烯氧指數(shù)低，阻燃性差，大量的應用可能帶來的火災危險性也就越來越大，為了保證人民的生命、財產(chǎn)安全，目前關于聚丙烯阻燃化研究十分活躍。由于PP/PA6共混物克服了PA及PP樹脂固有的缺點，也是當前研究的熱點。本文的主要目的是研制性能優(yōu)良的PP/PA6阻燃復合材料，

2、并對復合材料的結構和性能進行研究和探討。 本文從三方面開展研究工作：第一部分，通過固相法制備了PP-g-MAH，并研究其對PP/PA6共混體系的增容作用；第二部分，設計了單體、雙體和三體三類不同的阻燃劑組成的無鹵和低鹵阻燃體系，應用于PP/PA6合金，篩選出最佳協(xié)阻體系；第三部分，研究了成核劑TMB對PP及其阻燃復合材料的性能影響。研究中主要通過缺口沖擊強度和拉伸強度來表征力學性能，以及通過復合材料燃燒時的極限氧指數(shù)來表征阻燃性

3、，另外還運用熔體流動速率、紅外光譜、偏光顯微鏡、差示掃描量熱法、熱失重分析、掃描電子顯微鏡、X-射線衍射分析儀等現(xiàn)代化手段分析了機理。 首先通過正交試驗確定固相法制備PP-g-MAH的最佳反應條件，得到接枝率最高為1.2％的PP-g-MAH。接著把固相法制備的不同接枝率的PP-g-MAH與熔融法制備的PP-g-MAH產(chǎn)品作為相容劑，分別應用于PP/PA6共混體系，比較增容效果，還運用紅外光譜、偏光顯微鏡、差示掃描量熱法、掃描電子

4、顯微鏡進行了表征，試驗結果表明固相法制備的接枝率為1.2％的PP-g-MAH的增容效果最好，共混合金的力學性能得到提高，以及PP/PA6共混體系性能最優(yōu)的組成比，即PA6含量為10％，添加PP-g-MAH量為4～8％時。 然后，在PP/PP-g-MAH/PA6為82/8/10的共混合金中，固定阻燃劑添加總量為30份時，設計了不同阻燃體系的配方，包括含單體阻燃劑的、雙體阻燃劑和三體阻燃劑三類阻燃體系，通過測定極限氧指數(shù)(LOI)和

5、缺口沖擊強度來表征阻燃合金的阻燃性與力學性能的協(xié)調情況。試驗結果表明單體阻燃時聚磷酸銨(APP)的阻燃效果最好，而且添加后體系力學性能也最好，還對阻燃合金加工性能影響不大；把聚磷酸銨分別與三聚氰胺、層狀復合金屬氫氧化物、含溴阻燃劑復配成兩種無鹵雙體阻燃體系(即APP/MA、APP/LDH)，和一種低鹵的雙體阻燃體系(即APP/B)，并得到三種雙體復合阻燃體系的最佳阻燃配方比例；把聚磷酸銨與三聚氰胺、層狀復合金屬氫氧化物復配成無鹵三體阻燃

6、體系APP/MA/LDH時，發(fā)現(xiàn)少量的LDH對體系阻燃和力學性能均有改善。另外還研究了PA6對體系的阻燃性的貢獻，結果表明PA6可以作為炭源，與阻燃劑協(xié)同作用，發(fā)揮膨脹阻燃的優(yōu)勢。還通過紅外光譜分析了不同阻燃體系的燃燒前后的成分變化，通過肉眼和掃描電鏡對阻燃合金燃燒后的殘?zhí)窟M行觀察和分析，認為PP/PP-g-MAH/PA6/APP/MA/LDH協(xié)同阻燃體系具有膨脹阻燃的特點。還分別通過在空氣和氮氣不同氛圍下的熱失重分析了不同組成的阻燃合

7、金材料的熱分解特點。 最后研究了成核劑TMB對材料的增韌和增強作用。分別在PP、PP/PP-g-MAH/PA6、PP/PP-g-MAH/PA6/APP/MA/LDH不同體系中添加TMB，結果表明當添加量為0.2～0.25％時，材料的力學性能明顯改善。而且在PP/PP-g-MAH/PA6/APP/MA/LDH體系中TMB添加對材料氧指數(shù)也有一定影響。還通過X-射線衍射分析表明TMB有效地促進了PP中α晶型向β晶型轉化。借助偏光顯微