聚丙烯尼龙6无卤或低卤合金的制备及性能研究

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1、墨堕堕!星垄!垂直茎堡宣鱼垒箜型鱼丝堡壁婴壅：摘要聚丙烯(PP)是一种综合性能良好的通用高分子材料，近年来不仅在欧美，而且在我国PP有替代工程塑料制作电器产品配件(电视机、电脑外壳、接插件等)，进入电子电器领域的趋势。但是由于聚丙烯氧指数低，阻燃性差，大量的应用可能带来的火灾危险性也就越来越大，为了保证人民的生命、财产安全，目前关于聚丙烯阻燃化研究十分活跃。由于PP／PA6共混物克服了PA及PP树脂固有的缺点，也是当前研究的热点。本文的主要目的是研制性能优良的PP／PA6阻燃复合材料，并对复合材料的结构和性能进行研究和探讨。本文从三方面开展研究工作：第一部分，通过固相法制备了PP—g一眦H

2、，并研究其对PP／PA6共混体系的增容作用；第二部分，设计了单体、双体和三体三类不同的阻燃剂组成的无卤和低卤阻燃体系，应用于PP／PA6合金，筛选出最佳协阻体系；第三部分，研究了成核剂TMB对PP及其阻燃复合材料的性能影响。研究中主要通过缺口冲击强度和拉伸强度来表征力学性能，以及通过复合材料燃烧时的极限氧指数来表征阻燃性，另外还运用熔体流动速率、红外光谱、偏光显微镜、差示扫描量热法、热失重分析、扫描电子显微镜、x．射线衍射分析仪等现代化手段分析了机理。首先通过正交试验确定固相法制备PP—g—MAIl的最佳反应条件，得到接枝率最高为1．2％的PP—g—MAH。接着把固相法制备的不同接枝率的P

3、P—g—MAtt与熔融法制备的PP—g—MAH产品作为相容剂，分别应用于PP／PA6共混体系，比较增容效果，还运用红外光谱、偏光显微镜、差示扫描量热法、扫描电子显微镜进行了表征，试验结果表明固相法制备的接枝率为1．2％的PP—g—MAH的增容效果最好，共混合金的力学性能得到提高，以及PP／PA6共混体系性能最优的组成比，即PA6含量为10％，添加PP．g-MAH量为&--8％时。然后，在PP／PP．g-MAH腰A6为82／8／10的共混合金中，固定阻燃剂添加总量为30份时，设计了不同阻燃体系的配方，包括含单体阻燃剂的、双体阻燃剂和三体阻燃剂三类阻燃体系，通过测定极限氧指数(LOI)和缺口冲

4、击强度来表征阻燃合金的阻燃性与力学性能的协调情况。试验结果表明单体阻燃时聚磷酸铵(APP)的阻燃效果最好，而且添加后体系力学性能也最好，还对阻燃合金加工性能影响不大；把聚磷酸铵分别与三聚氰胺、层状复合金属氢氧化物、含2北京工商大学硕士学位论文溴阻燃剂复配成两种无卤双体阻燃体系(即APP／MA、APP／LDH)，和一种低卤的双体阻燃体系(即APP／B)，并得到三种双体复合阻燃体系的最佳阻燃配方比例；把聚磷酸铵与三聚氰胺、层状复合金属氢氧化物复配成无卤三体阻燃体系APP／MA]LDH时，发现少量的LDH对体系阻燃和力学性能均有改善。另外还研究了PA6对体系的阻燃性的贡献，结果表明PA6可以作为

5、炭源，与阻燃剂协同作用，发挥膨胀阻燃的优势。还通过红外光谱分析了不同阻燃体系的燃烧前后的成分变化，通过肉眼和扫描电镜对阻燃合金燃烧后的残炭进行观察和分析，认为PP／PP—g-MAH／PA6／APP／MA／LDH协同阻燃体系具有膨胀阻燃的特点。还分别通过在空气和氮气不同氛围下的热失重分析了不同组成的阻燃合金材料的热分解特点。最后研究了成核剂TMB对材料的增韧和增强作用。分别在PP、PP／PP．g—MAH／PA6、PP／PP—g—M-AH／PA6／APP／MA／LDH不同体系中添加TMB，结果表明当添加量为O．2加．25％时，材料的力学性能明显改善。而且在PP伊P。g—MAH／PA6／APP伍

6、4A，IDH体系中TMB添加对材料氧指数也有一定影响。还通过X．射线衍射分析表明TMB有效地促进了PP中口晶型向D晶型转化。借助偏光显微镜比较加入TMB后结晶的微观形貌变化。运用扫描电子显微镜观察加入TMB后对材料微观界面的影响。关键词：聚丙烯；尼龙6；阻燃；成核剂聚丙烯／尼龙6无卤或低卤合金的制备及性能研究ABSTRACTPolypropylenerPPliSawidelyusedcommoditythermoplasticwithanumberofdesirableproperties．Recentyeat,notonlyintheoccidentbutinourcountry,PPt

7、endtocn胁ccelectronandwiringfieldasfittingsofTvsetandcomputer，andSOon，substitutingtheengineeringplaStic．ButthefiredangerismorebecausePPiSlackoffireretardantmat谢a1丽thlOWLOI．AtpresentthestudyonfireretardantPPisquite