红磷阻燃聚甲醛改性的研究.pdf

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1、徐东超(兖矿鲁南化肥厂，山东滕州277500)摘要：将无卤阻燃剂微胶囊化红磷(RP)与聚甲醛进行共混，考察了阻燃剂的量不同对聚甲醛力学性能、燃烧性能的影响。关键词：聚甲醛；阻燃Abstract：Thehalogen——freeflameretardantsmicro——encapsu—latedredphosphorus，respectively，wereblendedwithPOMinves-tigatedtheamountofflameretardantPOMwithdifferentmechan—icalpropertiesofth

2、ecombustionperformance．Keywords：polyoxymethylene；flame；随着聚甲醛在汽车、电子和电器等许多方面应用显著增加，对其各方面性能的要求也越来越高。⋯由于POM的氧指数为15％，，热稳定性差，受热易发生分解，是极易燃烧的一种塑料，且有熔融滴落现象，不能满足对阻燃产品要求较高的领域，极大地限制了聚甲醛的应用。而聚甲醛加工成型过程中对阻燃剂的要求又比较苛刻川，少量阻燃剂的分解同时会引起聚甲醛的大量分解，因此需要对聚甲醛进行阻燃改性”131。本论文拟用微胶囊化红磷系列的阻燃剂对聚甲醛进行阻燃，具有无

3、毒或低毒、低腐蚀性、低烟等优点，符合当前阻燃剂向低毒高效方向发展的要求”1。1实验部分1．1原料及设备POM，云天化股份有限公司；微胶囊化红磷(RP)，连云港鹏瑞化工有限公司；抗氧剂，锦隆化工有限公司；双辊混炼机，上海橡胶机械厂；万能制样机，河北省承德试验机厂；平板硫化机，江苏省无锡市中凯塑料机械厂；微机控制电子万能试验机，深圳市瑞格尔仪器有限公司；悬臂梁冲击试验机，河北省承德市材料试验机厂；偏光显微镜，上海浦东物理光学仪器厂。1．2试样的制备在加入抗氧剂1010的条件下，将POM与阻燃剂微胶囊化红磷分别在双辊筒塑炼机上按不同的比例进行熔

4、融共混，辊筒温度控制在170℃左右，混炼均匀后，在平板硫化机上进行热压10分钟(压力为14MPa，模压温度为175oC)，然后放入冷压机中保压冷却，待温度降至室温后取出，制取试样。1．3性能表征与测试用美国TA仪器公司的Q50型热失重分析仪，在氮气保护下进行测试，升温速率为10。C／min，测试温度范围为50-700oC。2结果与讨论2．1RP用量不同对POM燃烧性能的影响图1．1考察了红磷的加入量对POM的氧指数的影响。由图1．1可见，随着红磷含量的增加，POM的氧指数呈上升趋势。当红磷加入量为35份时，阻燃体系的氧指数从15．0％上升

5、到26．8％，阻燃聚甲醛燃烧较慢，火焰呈黄色(纯POM燃烧速度快，火焰呈蓝色)，表明阻燃聚甲醛的燃烧区域温度降低。图1．1红磷用量对POM；枉J-,．'16I．氧指数的影响Fig．1．1EffectofRedphosphoruscontentonLOIofPOMcomposites阻燃聚甲醛试样燃烧过程中可看到有显著的成炭现象，熔滴现象有所改善，表明红磷的加入增强了聚甲醛燃烧过程中的凝聚相过程。垂直燃烧实验现象见表3．1。表1．1红磷用量阻燃POM垂直燃烧性能的影响Tab．1．1EffectofRPonverticalbumingofPO

6、Mcomposites红磷用熔硬第2次有焰燃烧阻燃级量／份火焰炭层烟量滴度时间别O黄色有无软30s不熄少、5黄色有无软30s不熄少110黄色有少量软30s不熄少’15黄色有少量软30s不熄较多、较20黄色有少量硬30s不熄较多{25黄色无有较30s不熄较多30黄色无有硬30s熄灭较多、35黄色无有硬30s熄灭较多FV—l硬FV一12．2RP用量不同对聚甲醛力学性能的影响图1．2(a)、Co)是红磷的加入量不同对聚甲醛拉伸强度和冲击强度的影响。由图可以看出，随着用量的增加，拉伸强度和冲击强度都是呈先上升后下降的趋势，当红磷用量为15份时，拉

7、伸强度达到60．1KPa，冲击强度达到最大值7．7Ⅺ／m2。这是由于的比表面积大，与聚甲醛接触面积增大，红磷粒子的加入，使其产生了应力集中效应。但是当红磷的加入量较少时，物理粒子阻止聚甲醛裂纹扩散的作用不明显。当红磷用量达到15份时，红磷可均匀分布于聚合物分子链的空隙中，阻燃聚合物受到冲击时，引起阻燃聚合物基体产生很多的微开裂，使阻燃66tts'll'a'2015年7月聚合物基体裂纹扩散受阻而终止，裂纹不会引起破坏性开裂，容易吸收更多的冲击能，因而使共混物的拉伸强度和冲击强度都能得到很大的提高。随着微胶囊化红磷用量的增加，红磷在聚甲醛中分

8、散均匀性有所降低，增韧增强作用同时也会受到不要良影响，因此当阻燃聚甲醛受到冲击后，产生的微裂纹发展成譬宏观开裂，造成阻燃聚甲醛的拉伸强度和冲击强度降低。(a)拉伸强度(b)冲击强度图1．2红磷