膨脹型阻燃劑改性及其在聚丙烯中的應(yīng)用.pdf

1、近年來隨著聚丙烯越來越多的用于汽車、電器等工業(yè)，其阻燃性變得十分重要。對于燃燒時(shí)有熔滴滴落的聚烯烴，常用溴化物與氧化銻并用作為阻燃劑，隨著要求降低阻燃材料燃燒生煙量及有毒氣體量的呼聲日高，使鹵素阻燃劑的應(yīng)用越來越受到限制。 膨脹型阻燃劑由于其無鹵、低煙、防溶滴等優(yōu)點(diǎn)，日益受到人們的重視。目前所研究的膨脹型阻燃劑多以聚磷酸銨(APP)為基，而APP存在易遷出、易吸潮、熱分解溫度低等缺點(diǎn)，這使其應(yīng)用受到限制。本文針對這些缺點(diǎn)，用三聚

2、氰胺(MEL)改性APP，以期解決上述問題。 本文重點(diǎn)研究了MEL與APP的反應(yīng)機(jī)理、動力學(xué)以及所得產(chǎn)物的性能。用紅外和元素分析方法考察不同條件下APP和MEL的反應(yīng)程度，分析了時(shí)間、溫度、配比對反應(yīng)的影響，結(jié)合改性前后阻燃劑的分子結(jié)構(gòu)、粒徑、水溶性得出MEL和APP的最佳反應(yīng)條件為：MEL與APP重量比0.5、反應(yīng)溫度260℃、反應(yīng)時(shí)間2小時(shí)。 本文還建立了MEL與APP反應(yīng)的表觀動力學(xué)模型，得到反應(yīng)表觀活化能Ea=4

3、7.8KJ/mol，指前因子A=5.42×106s-1，反應(yīng)級數(shù)分別為1(APP)和2(MEL)。另外，TGA數(shù)據(jù)表明改性后APP熱穩(wěn)定性提高，初始分解溫度由170℃升到改性后300℃，能滿足塑料加工要求；XPS結(jié)果顯示APP加熱后晶型由原來的Ⅰ型變成Ⅰ、Ⅱ型混合物； 本文將改性的APP與季戊四醇(PER)復(fù)配成阻燃劑，用有機(jī)高分子作為相容劑，將其用于聚丙烯中。以氧指數(shù)法(LOI)和水平燃燒法作為考查阻燃性能的手段，研究表明阻燃

4、劑對聚丙烯阻燃效果明顯，添加30％可以使聚丙烯的LOI值達(dá)到30以上，滿足UL94V-0標(biāo)準(zhǔn)， 結(jié)合TG和DTG的方法對阻燃聚丙烯熱性能進(jìn)行探討，阻燃體系同時(shí)在氣相和凝固相起作用，改性的阻燃劑相對沒有改性的阻燃劑來說，具有更優(yōu)異的殘?zhí)悸屎蜔岱€(wěn)定性。 對阻燃聚丙烯力學(xué)性能的研究表明，阻燃劑的添加使PP的拉仲性能和抗沖擊強(qiáng)度都下降，需要添加相容劑來降低影響。當(dāng)使用苯乙烯-馬來酸酐共聚物(SMA)作為相容劑時(shí)，可在在一定范圍內(nèi)