微胶囊化红磷在聚合物中的应用及其阻燃机理研究

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本文将HDPE(5200B)和PA6(1013B)及其共混体分别用微胶囊化红磷母粒(MRP)阻燃,并首次使用点燃氧指数和燃烧氧指数来表征它们的阻燃性能。MRP的添加有利于HDPE和PA6复合材料的阻燃,但却使其力学性能下降。添加少量的PA6可提高HDPE/MRP复合材料的阻燃效果,有利于HDPE/MRP复合材料的力学性能改善,固定PA6:MRP总量为15%时,在HDPE:PA6:MRP=85:4:11时,其极限氧指数最大,为22.1%。在HDPE/PA6的复合材料中,PA6的加入,使材料的刚性增强,但却使材料的韧性变弱。在固定MRP含量的情况下,随PA6含量的增加,HDPE/PA6(含量增大)/MRP复合材料的阻燃性增强;材料的刚性增强,但材料的韧性变弱,在MRP:PA6:HDPE=11:39:50时,MRP/PA6/HDPE复合材料的冲击强度最小。动力学研究表明在复合材料中,MRP的加入,可提高HDPE和PA6复合材料的稳定性与成碳率,但使复合材料氧化降解机理发生改变,其中HDPE以R2机理为主,而HDPE/MRP复合材料以扩散机理(D)为主,逐渐向F2和F3机理过渡;PA6氧化降解接近F1机理,而随MRP量的增加,复合材料的降解发生复杂过程,然后向表面扩散,最后阶段主要以二级反应为主(F2机理),在界面成炭(二级或多级反应)。少量HPDE或PA6的加入可使以PA6或HDPE为主体的MRP复合材料的成碳率提高,但PA6为主的HDPE/PA6/MRP复合材料的氧化降解机理与PA6/MRP的类似,以R2机理为主;而HDPE为主的HDPE/PA6/MRP复合材料的热降解过程复杂,与HDPE/MRP的类似,主要以F2机理为主。
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