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ADP及其协效阻燃生物基、半芳香族聚酰胺的制备与性能

ADP及其协效阻燃生物基、半芳香族聚酰胺的制备与性能

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作者：应凯明东华大学

学位级别：硕士

具有优异综合性能的脂肪族与半芳香族聚酰胺为工程塑料的主要品种,已应用于航空航天、交通运输、电子电器等对阻燃特性要求严格的领域。二乙基次磷酸铝(ADP)作为高效添加型阻燃组分在聚己内酰胺(PA6)、聚己二酰己二胺(PA66)中已有较多... 详细信息

具有优异综合性能的脂肪族与半芳香族聚酰胺为工程塑料的主要品种,已应用于航空航天、交通运输、电子电器等对阻燃特性要求严格的领域。二乙基次磷酸铝(ADP)作为高效添加型阻燃组分在聚己内酰胺(PA6)、聚己二酰己二胺(PA66)中已有较多复配阻燃的应用实例。脂肪族生物基聚酰胺与半芳香族聚酰胺的发展历史不及PA6、PA66悠久,其阻燃研究虽有报道,但关于阻燃协效体系及其作用机理的研究尚待深入。因此,本文以脂肪族生物基聚酰胺和半芳香族聚酰胺中的部分品种为对象,考察ADP在其中的阻燃效果,并进一步选择三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)、有机蒙脱土(OMMT)及纳米二氧化硅(Si O)等为协效组分,经熔融共混法筛选性能良好的组成方案,同时表征分析阻燃协效的作用机理。(1)将ADP作为主阻燃组分、MCA作为协效组分引入聚己二酰戊二胺(PA56)与聚癸二酰癸二胺(PA1010)时,PA56/7ADP/1MCA与PA1010/12ADP/2MCA的垂直燃烧为V-0级、极限氧指数(LOI)分别为30.5%与30.6%。单独引入ADP时的优化组成方案为PA56/8ADP与PA1010/14ADP,则表明ADP/MCA阻燃体系在PA56、PA1010中的协效作用不明显。ADP/MCA阻燃体系兼具凝聚相与气相阻燃机理,燃烧残炭量和炭层致密程度提高、损毁长度及发烟量减少的现象属凝聚相机理;燃烧炭层表面凹凸不平、拉曼光谱中A:A值升高现象主要因MCA燃烧所释放的可稀释氧气与可燃性气体的小分子,属气相阻燃机理。结构性能方面,ADP/MCA的引入导致PA56与PA1010结晶温度升高以及拉伸强度与断裂伸长率降低。(2)将ADP作为主阻燃组分、OMMT与Si O作为协同阻燃组分引入聚对苯二甲酰己二胺-聚己内酰胺共聚物(PA6T/6)、聚对苯二甲酰壬二胺(PA9T)、聚对苯二甲酰癸二胺(PA10T)及聚己二酰间苯二甲胺(PAMXD6)时,PA6T/6-8ADP/1OMMT/0.5Si O、PA9T/14ADP/2OMMT/0.5Si O、PA10T/12ADP/2OMMT/0.5Si O与PAMXD6/1ADP/1OMMT的垂直燃烧为V-0级、LOI分别为35.2%、46.8%、43.4%与29.5%。单独引入ADP时的优化组成方案为PA6T/6-10ADP、PA9T/28ADP、PA10T/28ADP与PAMXD6/4ADP,则表明OMMT、Si O与ADP在其中具有良好的协同阻燃作用。ADP/OMMT/Si O阻燃体系主要为凝聚相阻燃机理,燃烧残炭量和和炭层致密程度提高。ADP/OMMT/Si O的引入导致PA6T/6、PA9T、PA10T的熔点与结晶温度降低,而ADP/OMMT的引入则因PAMXD6的晶型转变导致升温结晶现象及断裂伸长率提高。

关键词：脂肪族生物基聚酰胺半芳香族聚酰胺二乙基次磷酸铝磷氮协效阻燃磷硅协效阻燃

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