n-乙基三嗪-哌嗪共聚物的合成及膨脹阻燃聚丙烯材料性能研究.pdf

1、傳統(tǒng)膨脹阻燃體系由于具有易吸潮、熱穩(wěn)定性差、易遷移等缺點(diǎn)，實(shí)際應(yīng)用范圍受到了很大的限制。為了提高膨脹阻燃體系的耐水性，本論文設(shè)計(jì)合成了一種新型大分子三嗪系成炭-發(fā)泡劑，并將其與聚磷酸銨(APP)和SiO2復(fù)配成新型膨脹阻燃劑(IFR)，用于聚丙烯(PP)材料的阻燃研究。
　　以三聚氯氰、乙胺和哌嗪作為反應(yīng)物，丙酮和水作為溶劑，氫氧化鈉作為縛酸劑，成功合成了一種含有疏水基團(tuán)的三嗪系共聚物，稱為N-乙基三嗪-哌嗪共聚物(ETPC)。通

2、過傅里葉紅外光譜分析(FT-IR)、固體碳核磁分析（13C solid state NMR）和元素分析(MLA)表征了產(chǎn)物的化學(xué)結(jié)構(gòu)。測(cè)試了產(chǎn)物在常見有機(jī)溶劑中的溶解性，結(jié)果表明，ETPC被有效合成，并具有良好的抗溶劑性。采用熱失重分析(TGA)研究了ETPC的熱降解行為，結(jié)果表明，ETPC初始分解溫度（5％質(zhì)量損失）達(dá)331℃，700℃時(shí)殘?zhí)苛繛?1.3％。接觸角測(cè)試結(jié)果表明，ETPC的接觸角為107°，具有一定的疏水性。
　　

3、將由ETPC、APP和SiO2復(fù)配而成的新型IFR加入到聚丙烯中，來獲得具有耐水阻燃性能的聚丙烯材料。氧指數(shù)測(cè)試和垂直燃燒實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，膨脹阻燃聚丙烯(IFR-PP)材料具有良好的阻燃性能。當(dāng)新型IFR的添加量為24份時(shí)，1.6mm厚的IFR-PP材料經(jīng)水處理后仍然能夠通過垂直燃燒UL-94Ⅴ-0級(jí)別，氧指數(shù)達(dá)33.5％，經(jīng)水處理后的材料垂直燃燒級(jí)別無變化，氧指數(shù)降低不大，能夠滿足對(duì)材料的阻燃和耐水性要求。對(duì)IFR-PP材料的機(jī)械性能測(cè)

4、試結(jié)果表明，IFR的加入，對(duì)材料的力學(xué)性能影響不大。
　　對(duì)新型IFR進(jìn)行的接觸角測(cè)試和對(duì)IFR-PP材料進(jìn)行的X射線光電子能譜分析(XPS)結(jié)果表明，新型IFR的接觸角為103°，表現(xiàn)出良好的疏水性，主要原因是由于含有疏水基團(tuán)的ETPC的加入，對(duì)親水性很強(qiáng)的APP進(jìn)行了表面包覆，XPS實(shí)驗(yàn)結(jié)果也證明了這一結(jié)論。水煮實(shí)驗(yàn)中材料經(jīng)水處理后的質(zhì)量損失率結(jié)果表明，IFR-PP材料具有較低的水抽出率，添加24份新型IFR的1.6 mm厚和

5、3.2 mm厚IFR-PP樣條的水處理后的質(zhì)量損失率分別為0.26％和1.08％。
　　通過錐形量熱分析(CONE)對(duì)材料的燃燒行為進(jìn)行表征，結(jié)果表明，相對(duì)于純PP材料，IFR-PP材料的熱釋放和煙釋放等參數(shù)（HRR，THR，SPR和TSP）均有了很大程度的降低且在CONE測(cè)試后形成了大量高質(zhì)量的炭殘留物，說明IFR的加入有效的提高了PP材料的阻燃性能。阻燃PP材料的TGA測(cè)試結(jié)果表明，水處理前后的IFR-PP材料均具有較高的熱穩(wěn)