次磷酸鋁-磷腈衍生物協(xié)效阻燃PBT的性能研究.pdf

1、聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯(PBT)具有優(yōu)異的性能被廣泛的應(yīng)用于汽車、電子、電器等領(lǐng)域。但PBT材料易燃，限制了其廣泛應(yīng)用，因此對(duì)PBT材料進(jìn)行阻燃改性具有重要意義。含鹵阻燃劑對(duì)PBT具有很好的阻燃效率，由于在燃燒過(guò)程中釋放出有毒性氣體等原因，其應(yīng)用受到了限制。含磷阻燃劑，如二乙基次磷酸鋁，次磷酸鋁等用于PBT阻燃時(shí)表現(xiàn)了很好的阻燃效率。為了進(jìn)一步提高次磷酸鋁對(duì)PBT材料的阻燃效率，選取合適的協(xié)效劑與次磷酸鋁進(jìn)行協(xié)同阻燃是一種有效的途徑。

2、r>　　本論文選取實(shí)驗(yàn)室前期研究合成的六對(duì)醛基苯氧基環(huán)三磷腈（HAPCP），以不同質(zhì)量比與次磷酸鋁(AHP)進(jìn)行復(fù)配，然后添加到PBT中制備阻燃PBT材料，通過(guò)極限氧指數(shù)(LOI)、垂直燃燒(UL-94)測(cè)試研究了材料的阻燃性能;通過(guò)錐形量熱(CONE)測(cè)試研究了材料的燃燒行為;通過(guò)拉伸、彎曲和沖擊強(qiáng)度的測(cè)試研究了材料的力學(xué)性能;將樣條置于70℃水中煮168 h的耐水測(cè)試研究材料的耐水性能，綜合研究了HAPCP與AHP的質(zhì)量比及阻燃劑的

3、總添加量對(duì)PBT材料的阻燃、力學(xué)和耐水性能的影響。測(cè)試結(jié)果表明:單獨(dú)添加AHP阻燃PBT，阻燃劑的添加量為18wt％時(shí)，材料通過(guò)UL-94Ⅴ-0級(jí)，氧指數(shù)為23.8％;當(dāng)AHP與HAPCP以質(zhì)量比為15∶1復(fù)配后，阻燃劑的添加量為16wt％時(shí)，阻燃PBT樣條就通過(guò)了UL-94Ⅴ-0級(jí)，氧指數(shù)為25.3％，表明HAPCP與AHP對(duì)PBT材料具有很好的協(xié)效阻燃作用。HAPCP/AHP/PBT體系的煙釋放速率(SPR)和煙釋放總量(TSP)比

4、AHP/PBT體系有所降低。相對(duì)于AHP/PBT，HAPCP/AHP/PBT體系的拉伸、彎曲和沖擊性能均有不同程度的提升。在阻燃劑添加量均為16wt％時(shí)，水煮后HAPCP/AHP/PBT樣條依然可以通過(guò)UL-94Ⅴ-0級(jí)，△LOI為-0.8％，且質(zhì)量損失率為0.064％;但AHP/PBT樣條在UL-94測(cè)試中依然只能通過(guò)UL-94Ⅴ-1級(jí)，△LOI為-1.0％，且質(zhì)量損失率達(dá)到0.079％，從而證明，阻燃劑的復(fù)配有助于提升材料的耐水性能

5、。同時(shí)，與HAPCP/AHP/PBT體系水煮前相比，水煮后該樣條的拉伸和彎曲強(qiáng)度有所增加。
　　此外，利用傅里葉紅外光譜(FT-IR)對(duì)不同溫度下HAPCP與AHP的反應(yīng)產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征，推測(cè)出兩者的反應(yīng)機(jī)理，從而預(yù)測(cè)出在HAPCP/AHP/PBT體系中，HAPCP與AHP的協(xié)效機(jī)理。結(jié)果表明，HAPCP和AHP在200℃下發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，生成具有P-C鍵且較高熱穩(wěn)定性的交聯(lián)結(jié)構(gòu);推測(cè)出在HAPCP/AHP/PBT體系加工過(guò)程中，

6、HAPCP和AHP會(huì)發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，改善材料的熱穩(wěn)定性，及阻燃劑與PBT基體的界面相容性，從而提升材料阻燃、力學(xué)及耐水性能。
　　采用熱失重分析(TGA)測(cè)試分別對(duì)阻燃劑AHP、HAPCP、AHP/HAPCP和材料純PBT、AHP/PBT、HAPCP/AHP/PBT體系進(jìn)行了熱降解行為研究，結(jié)果表明，與AHP相比，AHP/HAPCP的最大分解速率由35.9％·min-1下降到16.5％·min-1;與AHP/PBT相比，HAPCP/