二丙基次膦酸铝三聚氰胺及其盐纳米氢氧化镁对尼龙6的阻燃作用研究

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1、二丙基次膦酸铝／三聚氰胺及其盐／纳米氢氧化镁对尼龙6的阻燃作用研究学位论文完成日期：指导教师签字：答辩委员会成员签字：2014年4月10号青岛科技大学研究生学位论文二丙基次膦酸铝／三聚氰胺及其盐／纳米氢氧化镁对尼龙6的阻燃作用研究摘要烷基次膦酸盐是新一代的绿色阻燃剂，已商业化的品种主要是二乙基次膦酸铝，但其主要原料．乙烯的沸点很低，液化非常困难，贮存、运输都很不方便，以致其生产难度很大。二丙基次膦酸铝(ADPP)容易实现工业化生产，但目前关于ADPP的研究很少，因此，开展其研究对发展烷基次膦酸盐阻燃剂具有一定的现实意义。本文对ADPP及其复合物阻燃尼龙6

2、(PA6)进行了研究。结果表明：ADPP对PA6有良好的阻燃效果，当其添加量为15％时，阻燃PA6的LOI就达30．7％，阻燃等级达UL94V．0，且最高热释放速率(PHRR)，平均热释放速率(MHI水)、平均质量损失速率(MMLR)都明显降低，但平均有效燃烧热(MEHC)和总热释放量(THR)略有增加；ADPP和三聚氰胺(ME)对PA6有一定的协同阻燃作用。当ADPP／ME的质量比为75：25，添加量为10％时，阻燃材料的LOI就达30．9％，阻燃等级达UL94V；-0，和单独使用ADPP相比，PHRR明显降低，完全燃烧时间较长；ADPP和氰尿酸三聚氰

3、胺(MCA)对PA6的协同阻燃作用不明显，ADPP和聚磷酸三聚氰胺(MPP)对PA6无协同阻燃作用。ADPP与纳米氢氧化镁或ADPP／MCA与纳米氢氧化镁对PA6有一定的协同阻燃作用，ADPP或ADPP／MCA复配少量的纳米氢氧化镁(少于10％)，尽管阻燃PA6的LOI和垂直燃烧级别变化不大，但THR和PHRR显著降低。热失重分析结果表明，添加ADPP、ADPP／ME、ADPP／MCA和ADPP／MPP都降低了PA6的热稳定性，但复合阻燃剂，特别是ADPP／ME影响更大。添加少量的纳米氢氧化镁略增加了PA6／ADPP的热稳定性。残余物分析结果表明，ADP

4、P是通过气相和凝聚相同时产生阻燃作用的。一方面它通过分解成不挥发性磷酸铝和促进PA6成炭，形成膨胀性炭层而产生阻燃作用，另一方面，它通过分解成挥发性磷化物，捕获燃烧产生的自由基而抑制燃烧；ADPP和ME或MCA复合，提高了磷铝的残留率，因而促进了凝聚相的阻燃作用；ADPP和MPP复合，尽管残炭量及磷铝的残留率增加，但未形成膨胀型炭层，且炭层的致密性变差，因而阻燃作用变差。关键词：二丙基次膦酸铝三聚氰胺及其盐纳米氢氧化镁尼龙6阻燃作用阻燃机理青岛科技大学研究生学位论文SYNERGISTICFLAMERETARDANCYOFALUMINIUMDIPROPYL

5、PHOSPHINATE／M匣LAMINEANDITSSALTS烈ANOMETERMAGNESIUMHYDROXIDEINPOLYAMID6ABSTRACTAlkylphosphinatesareanewkindofgreenflameretardant．Commercializedalkylphosphinateismainlyaluminiumdiethylphosphinate，butitsproductionisverydifficultformainmaterial—ethylenewithverylowboilingpointof-103．7℃

6、，SOthatitsliquefaction，storage，transportionareinconvenient．However，propylenewithahigherboilingpointof．47．4℃isconvenienttoliquefaction．storage、transportion，SOthataluminiumdipropylphosphinate(ADPP)isrelativelyeasyforsynthesisandindustrialproduction．However．theresearchonADPPiSveryse

7、idom．Therefore．thestudyonitiSverymeaningfulforthedevelopmentofalkylphosphinateflameretardants．TheflameretardancyofADPPanditscombinationsinpolyamide6(PA61wasstudiedinthiswork．TheresultsshowedthatADPPhadgoodflameretardancyinPA6．WhentheloadingofADPPwasl5研％basedonthetotalweightofthec

8、omposite．theLOIoftheflameretarded(FR．)PA