金屬離子改性三聚氰胺聚磷酸鹽的合成及其對玻纖增強PA66的阻燃研究.pdf

1、聚酰胺(PA)是一種重要的工程塑料，被廣泛應用于光纖、汽車制造和電器領(lǐng)域。玻纖增強尼龍PA66具有強度高、尺寸穩(wěn)定性好、耐熱性和耐化學藥品性好等特性而得到廣泛的應用，但其易燃的缺點限制了其應用范圍，尤其在電子和通訊等領(lǐng)域。因此，玻纖增強PA66的熱穩(wěn)定性和阻燃性一直是首要考慮的問題。 本實驗以三聚氰胺、磷酸和金屬氧化物為原料，水做溶劑，合成了金屬離子改性三聚氰胺磷酸鹽，經(jīng)過300℃下高溫聚合，最終制備出新型阻燃劑一金屬改性三聚氰

2、胺聚磷酸鹽。采用喹鉬檸酮法和原子分光光度法分別測定了阻燃劑的磷含量和金屬離子含量，磷含量在12.8％左右，金屬離子含量分別為：Zn1.86％，Cu1.79％，Mg0.72％。采用熱分析儀研究了阻燃劑的熱降解行為，研究表明新型阻燃劑比MPP有更高的熱穩(wěn)定性。采用XRD和SEM表征了新型阻燃劑的晶體結(jié)構(gòu)，Zn-MPP為一針狀晶體，MPP、Cu-MPP和Mg-MPP均為片狀晶體。 以PA66樹脂、玻璃纖維、阻燃劑以及加工助劑為原料按照

3、不同的比例采用雙螺桿擠出造粒、注塑的方法制備了阻燃玻璃纖維增強PA66復合材料，并對其力學性能、結(jié)構(gòu)形態(tài)、熱降解行為、阻燃性能以及非等溫結(jié)晶行為進行了測試和表征。 力學性能數(shù)據(jù)表明：阻燃劑的加入降低了GFPA66的拉伸強度、彎曲強度和懸臂梁缺口沖擊強度。添加量的不同，對材料的力學性能影響不同，MPP隨著添加量的增加，力學性能變化不大；Zn-MPP和Cu-MPP的阻燃體系呈現(xiàn)先升后降的趨勢，添加20％時，達最大值；Mg-MPP的阻

4、燃體系呈現(xiàn)下降趨勢；經(jīng)過KH550改性的Zn-MPP的阻燃體系具有優(yōu)異的力學性能。SEM圖顯示，Mg-MPP和MPP在樹脂中分散較差，有團聚的傾向；Zn-MPP均勻分散在樹脂中，而經(jīng)過KH550改性的Zn-MPP大大提高了與樹脂的相容性。Cu-MPP與GFPA66相容性最好，看不到阻燃劑顆粒。 阻燃性能測試表明：當阻燃劑的添加量為25％時，阻燃GFPA66均達到UL94V-0級(1.6mm)，其中Cu-MPP的阻燃效果最佳，當添

5、加20％時，材料便達到UL94V-0級(3.2mm)，LOI為34.2。阻燃效果依次為：Cu-MPP>Zn-MPP>MPP>Mg-MPP。TGA結(jié)果表明：阻燃劑的加入使得GFPA66熱分解溫度提前，殘?zhí)苛吭黾印?非等溫結(jié)晶行為表明：阻燃劑在GFPA66中起到成核劑的作用，提高了材料的結(jié)晶能力。添加Zn-MPP的阻燃體系，結(jié)晶度高于添加MPP和其他金屬離子改性MPP的體系。阻燃GFPA66復合材料的非等溫結(jié)晶動力學不符合修正Avr