含磷硅高分子化合物無鹵阻燃聚丙烯復(fù)合材料的研究.pdf

1、聚丙烯(PP)價格便宜，綜合性能優(yōu)異、耐化學(xué)腐蝕、絕緣性好且易于加工成型，因此廣泛應(yīng)用于家電、電子、包裝、建筑和汽車等領(lǐng)域。但其極限氧指數(shù)(LOI)僅18％，易燃且燃燒時產(chǎn)生大量熔滴。本文采用聚酯型磷-硅無鹵阻燃劑(EMPZR)與聚磷酸銨(APP)、多聚磷酸密胺(MPP)復(fù)配成一種新型膨脹型阻燃劑(IFR)對PP進行阻燃。分析各組分的質(zhì)量比對復(fù)合材料力學(xué)性能和阻燃性能的影響，利用熱重(TG)分析了復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性，并通過紅外以及掃描電

2、鏡等表征手段對阻燃PP殘?zhí)砍煞趾托蚊策M行了研究;選用聚丙烯接枝馬來酸酐(PP-G-MAH)作為體系的相容劑，研究相容劑的添加量對阻燃聚丙烯的力學(xué)性能、阻燃性能和微觀形貌的影響;同時，進行了所制得復(fù)合材料與普通阻燃PP耐水性能的對比研究。具體的工作及結(jié)果如下:
　　1.選用APP、MPP和EMPZR三種阻燃劑對PP進行阻燃研究，結(jié)果表明，在添加量增加到40份的情況下，PP/MPP和PP/APP復(fù)合材料的氧指數(shù)均為24％，PP/EMP

3、ZR復(fù)合材料的氧指數(shù)為23％，垂直燃燒都沒有等級，均屬于易燃材料。
　　2.將EMPZR分別與APP、MPP進行復(fù)配作為PP的阻燃劑，對兩種復(fù)配阻燃劑的阻燃效果和對材料力學(xué)性能以及熱穩(wěn)定性的影響進行對比研究。結(jié)果表明，EMPZR與MPP之間的協(xié)效阻燃作用并不顯著，而與APP復(fù)配時具有較好的協(xié)效阻燃作用，制得的無鹵阻燃PP復(fù)合材料具有良好的阻燃性能，當(dāng)添加APP占20wt％、EMPZR占15wt％時，氧指數(shù)達到28％，UL-94垂直

4、燃燒測試達到Ⅴ-2級。
　　3.采用EMPZR與APP、MPP復(fù)配成IFR對PP進行阻燃。當(dāng)總添加量達到40份，其中APP/MPP/EMPZR=15/10/15(質(zhì)量比)時，所制得的復(fù)合材料氧指數(shù)達到33.0％，垂直燃燒達到UL-94Ⅴ-0級;與純PP相比，拉伸、彎曲和沖擊強度都沒有下降;掃描電鏡(SEM)對殘?zhí)啃蚊驳谋碚鳎约把踔笖?shù)測試前后的阻燃PP材料的紅外圖譜分析，證實了EMPZR與APP、MPP在PP中良好的協(xié)效阻燃作用。

5、
　　4.將IFR的用量由40wt％降為30wt％，其中三種組分的最佳比例保持不變，并選用聚丙烯接枝馬來酸配(PP-G-MAH)作為PP/IFR體系的增容改性劑。測試結(jié)果表明，PP-G-MAH能有效改善PP與IFR體系的相容性，能同時提高復(fù)合材料的力學(xué)性能和阻燃性能。當(dāng)添加5wt％的PP-G-MAH時，復(fù)合材料的極限氧指數(shù)由未添加時的27％上升到30％，垂直燃燒等級由UL-94Ⅴ-2級上升到UL-94Ⅴ-0級;隨著PP-G-MAH

6、含量的增加，阻燃劑和基體PP之間的界面作用力提高，體系的拉伸強度和彎曲強度均有提升;與未加PP-G-MAH的復(fù)合材料相比，添加相容劑的復(fù)合材料成炭率明顯提高。
　　5.選用PP/IFR(60/40)復(fù)合材料以及PP/APP/PER(60/30/10)復(fù)合材料作耐水性實驗，研究水處理對新型膨脹阻燃PP材料力學(xué)性能、樣條質(zhì)量以及阻燃性能的影響。結(jié)果表明，本課題制備得到的膨脹阻燃PP材料經(jīng)水洗處理對阻燃性能影響不大，僅LOI值由31％降