基于微膠囊紅磷的膨脹型阻燃聚甲醛的研究.pdf

1、作為當(dāng)今五大工程塑料之一，聚甲醛（POM）綜合性能十分優(yōu)異，但它本身極易燃燒，極限氧指數(shù)只有15％左右，并且在燃燒過程中熔融滴落嚴(yán)重，因而急需對(duì)其進(jìn)行阻燃改性，以擴(kuò)大其應(yīng)用領(lǐng)域。
　　本文通過構(gòu)建新型膨脹型阻燃體系（IFR），并將其與POM熔融共混制得了具有優(yōu)良阻燃效果的IFR/POM復(fù)合材料，并通過阻燃性能測(cè)試（UL94、LOI）、熱分析測(cè)試（TG、DSC、DMA）以及力學(xué)性能測(cè)試等方法對(duì)復(fù)合阻燃材料進(jìn)行了綜合性能表征和相關(guān)機(jī)理

2、研究。主要研究?jī)?nèi)容有三部分：
　　1.采用二乙基次膦酸鋁（AlP）和微膠囊紅磷（MRP）復(fù)配阻燃POM，實(shí)驗(yàn)表明，阻燃劑AlP和紅磷復(fù)配能起到優(yōu)良的阻燃作用。總添加量16%時(shí)，聚甲醛垂直燃燒級(jí)別即可達(dá)到UL94 V-1級(jí)，氧指數(shù)達(dá)28.5%；總添加量18%時(shí)，可達(dá)到UL94 V-0，氧指數(shù)隨AlP和MRP配比不同而略有不同，當(dāng)二者質(zhì)量比為1:1時(shí)，氧指數(shù)最高達(dá)29.6%。熱失重分析顯示，AlP的穩(wěn)定性和成炭性較好，其初始分解溫度與

3、純POM相近，800℃時(shí)殘?zhí)柯蕿?7.1%，并且可以促進(jìn)基材成炭，因而阻燃效果較好。當(dāng)AlP和紅磷添加量均為9%時(shí)，阻燃聚甲醛樣品800℃時(shí)殘?zhí)康馁|(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到了8.6%。其拉伸強(qiáng)度為41.1MPa，斷裂伸長率16.7%，沖擊強(qiáng)度為3.3KJ·m-2，彎曲強(qiáng)度為70.6MPa，對(duì)聚甲醛力學(xué)性能不利影響相對(duì)較小。
　　2.采用籠狀磷酸酯阻燃劑trimer作為阻燃成炭劑與微膠囊紅磷復(fù)配用于阻燃聚甲醛，研究了二者復(fù)配比例及添加量對(duì)阻燃聚甲

4、醛性能的影響。實(shí)驗(yàn)表明，微膠囊紅磷和trimer協(xié)同阻燃效果顯著?？偺砑恿勘３衷?0%時(shí)，當(dāng)trimer和MRP配比分別為3:7，1:1和7:3時(shí)，阻燃級(jí)別分別達(dá)到UL94 V-0，UL94 V-0，UL94 V-2，極限氧指數(shù)為29.4%，27.4%，24.4%，均優(yōu)于單獨(dú)采用trimer或微膠囊紅磷阻燃聚甲醛的效果。熱失重分析顯示，trimer的穩(wěn)定性和成炭性較好，600℃時(shí)殘?zhí)柯蕿?2.2%。當(dāng)二者配比為3:7、總添加量為20%時(shí)

5、，阻燃聚甲醛樣品600℃時(shí)殘?zhí)康馁|(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到了7.5%，其拉伸強(qiáng)度為38.3MPa，斷裂伸長率5.1%，沖擊強(qiáng)度為2.8KJ·m-2，彎曲強(qiáng)度為73.4MPa。
　　3.采用酚醛樹脂（PF）和磷-氮復(fù)配膨脹型阻燃劑50A復(fù)配阻燃POM，探討了不同酚醛樹脂種類、阻燃體系添加量以及阻燃組分配比對(duì)復(fù)合材料的影響。結(jié)果表明，50A 和酚醛樹脂PF-2123具有較好的復(fù)配協(xié)同阻燃作用，當(dāng)二者配比為1:1、總添加量為30%時(shí)，可使材