聚丙烯-尼龍6無鹵或低鹵合金的制備及性能研究.pdf

1、聚丙烯(PP)是一種綜合性能良好的通用高分子材料，近年來不僅在歐美，而且在我國PP有替代工程塑料制作電器產(chǎn)品配件(電視機(jī)、電腦外殼、接插件等)，進(jìn)入電子電器領(lǐng)域的趨勢。但是由于聚丙烯氧指數(shù)低，阻燃性差，大量的應(yīng)用可能帶來的火災(zāi)危險(xiǎn)性也就越來越大，為了保證人民的生命、財(cái)產(chǎn)安全，目前關(guān)于聚丙烯阻燃化研究十分活躍。由于PP/PA6共混物克服了PA及PP樹脂固有的缺點(diǎn)，也是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。本文的主要目的是研制性能優(yōu)良的PP/PA6阻燃復(fù)合材料，

2、并對復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行研究和探討。 本文從三方面開展研究工作：第一部分，通過固相法制備了PP-g-MAH，并研究其對PP/PA6共混體系的增容作用；第二部分，設(shè)計(jì)了單體、雙體和三體三類不同的阻燃劑組成的無鹵和低鹵阻燃體系，應(yīng)用于PP/PA6合金，篩選出最佳協(xié)阻體系；第三部分，研究了成核劑TMB對PP及其阻燃復(fù)合材料的性能影響。研究中主要通過缺口沖擊強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度來表征力學(xué)性能，以及通過復(fù)合材料燃燒時(shí)的極限氧指數(shù)來表征阻燃性

3、，另外還運(yùn)用熔體流動(dòng)速率、紅外光譜、偏光顯微鏡、差示掃描量熱法、熱失重分析、掃描電子顯微鏡、X-射線衍射分析儀等現(xiàn)代化手段分析了機(jī)理。 首先通過正交試驗(yàn)確定固相法制備PP-g-MAH的最佳反應(yīng)條件，得到接枝率最高為1.2％的PP-g-MAH。接著把固相法制備的不同接枝率的PP-g-MAH與熔融法制備的PP-g-MAH產(chǎn)品作為相容劑，分別應(yīng)用于PP/PA6共混體系，比較增容效果，還運(yùn)用紅外光譜、偏光顯微鏡、差示掃描量熱法、掃描電子

4、顯微鏡進(jìn)行了表征，試驗(yàn)結(jié)果表明固相法制備的接枝率為1.2％的PP-g-MAH的增容效果最好，共混合金的力學(xué)性能得到提高，以及PP/PA6共混體系性能最優(yōu)的組成比，即PA6含量為10％，添加PP-g-MAH量為4～8％時(shí)。 然后，在PP/PP-g-MAH/PA6為82/8/10的共混合金中，固定阻燃劑添加總量為30份時(shí)，設(shè)計(jì)了不同阻燃體系的配方，包括含單體阻燃劑的、雙體阻燃劑和三體阻燃劑三類阻燃體系，通過測定極限氧指數(shù)(LOI)和

5、缺口沖擊強(qiáng)度來表征阻燃合金的阻燃性與力學(xué)性能的協(xié)調(diào)情況。試驗(yàn)結(jié)果表明單體阻燃時(shí)聚磷酸銨(APP)的阻燃效果最好，而且添加后體系力學(xué)性能也最好，還對阻燃合金加工性能影響不大；把聚磷酸銨分別與三聚氰胺、層狀復(fù)合金屬氫氧化物、含溴阻燃劑復(fù)配成兩種無鹵雙體阻燃體系(即APP/MA、APP/LDH)，和一種低鹵的雙體阻燃體系(即APP/B)，并得到三種雙體復(fù)合阻燃體系的最佳阻燃配方比例；把聚磷酸銨與三聚氰胺、層狀復(fù)合金屬氫氧化物復(fù)配成無鹵三體阻燃

6、體系A(chǔ)PP/MA/LDH時(shí)，發(fā)現(xiàn)少量的LDH對體系阻燃和力學(xué)性能均有改善。另外還研究了PA6對體系的阻燃性的貢獻(xiàn)，結(jié)果表明PA6可以作為炭源，與阻燃劑協(xié)同作用，發(fā)揮膨脹阻燃的優(yōu)勢。還通過紅外光譜分析了不同阻燃體系的燃燒前后的成分變化，通過肉眼和掃描電鏡對阻燃合金燃燒后的殘?zhí)窟M(jìn)行觀察和分析，認(rèn)為PP/PP-g-MAH/PA6/APP/MA/LDH協(xié)同阻燃體系具有膨脹阻燃的特點(diǎn)。還分別通過在空氣和氮?dú)獠煌諊碌臒崾е胤治隽瞬煌M成的阻燃合

7、金材料的熱分解特點(diǎn)。 最后研究了成核劑TMB對材料的增韌和增強(qiáng)作用。分別在PP、PP/PP-g-MAH/PA6、PP/PP-g-MAH/PA6/APP/MA/LDH不同體系中添加TMB，結(jié)果表明當(dāng)添加量為0.2～0.25％時(shí)，材料的力學(xué)性能明顯改善。而且在PP/PP-g-MAH/PA6/APP/MA/LDH體系中TMB添加對材料氧指數(shù)也有一定影響。還通過X-射線衍射分析表明TMB有效地促進(jìn)了PP中α晶型向β晶型轉(zhuǎn)化。借助偏光顯微