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研究了1-乙基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐离子液体([EMIM]PF6)对热塑性聚氨酯弹性体(TPU)复合材料结构与性能的影响,重点考察了[EMIM]PF6与几种磷系阻燃剂协效对TPU复合材料燃烧性能、生烟性能及热稳定性的影响。采用聚磷酸铵(APP)、次磷酸铝(AHP)、二乙基次膦酸铝(ADP)为阻燃剂,以[EMIM]PF6为协效阻燃抑烟剂,通过熔融共混法制备了一系列TPU复合材料,并通过极限氧指数测试(LOI)、垂直燃烧测试(UL 94)、锥形量热仪测试(CCT)、烟密度测试(SDT)、热重分析法(TG)和热重红外联用方法(TG-IR)等测试手段对材料的阻燃性能、抑烟性能及热稳定性进行了分析和评估,主要内容结论如下:(1)[EMIM]PF6阻燃TPU的性能研究。CCT结果表明,2.0 wt%的[EMIM]PF6可使pHRR比TPU-0降低73%,THR降低11%,且随着[EMIM]PF6添加量的增加而降低,说明[EMIM]PF6可以有效降低TPU/[EMIM]PF6的热释放;SPR比TPU-0降低58%,SF比TPU-0降低64%,说明[EMIM]PF6可以有效降低TPU/[EMIM]PF6的烟释放。炭渣剩余质量比TPU-0增加7.4%,说明[EMIM]PF6可以有效提高TPU/[EMIM]PF6的成炭量。SDT结果表明,无焰条件下,含2.0 wt%[EMIM]PF6的样品光通量比TPU-0提高13%,表明[EMIM]PF6可以有效降低TPU/[EMIM]PF6复合材料的烟释放。LOI结果表明,含0.5 wt%[EMIM]PF6的样品LOI值为从24.75提高到27.75。TG结果表明,含2.0 wt%[EMIM]PF6的样品剩余炭渣质量比TPU-0提高23%。以上结果表明[EMIM]PF6能很好地抑制TPU/[EMIM]PF6复合材料的热释放及烟释放,并提高材料的热稳定性。(2)[EMIM]PF6与APP协效阻燃TPU的性能研究。CCT结果表明,0.25 wt%的[EMIM]PF6可使pHRR降低42%,THR降低34%,表明[EMIM]PF6能有效降低TPU/APP/[EMIM]PF6复合材料的热释放;SF比APP-1降低28%,表明[EMIM]PF6与APP协效能降低TPU/APP/[EMIM]PF6复合材料的烟释放。SDT结果表明,有焰条件下,含0.5 wt%[EMIM]PF6的样品光通量比APP-1提高79%,比光密度比APP-1提高45%;无焰条件下,0.25 wt%的[EMIM]PF6的可使TPU/APP复合材料的光通量提高3%,比光密度提高6.4%,表明[EMIM]PF6与APP协效能降低TPU/APP/[EMIM]PF6复合材料的烟密度。LOI结果表明,含0.5wt%[EMIM]PF6的样品LOI值最高,为32.75。UL 94结果表明,添加[EMIM]PF6的样品的UL 94等级为V-0级,且样品燃烧时间缩短,熔融滴落现象有所改善。(3)[EMIM]PF6与AHP协效阻燃TPU的性能研究。CCT结果表明,含0.0625wt%[EMIM]PF6的样品THR比AHP-1降低23%,pHRR比AHP-1降低7%,表明[EMIM]PF6与AHP协效降低了TPU/AHP/[EMIM]PF6复合材料的热释放;SF比AHP-1降低7%,TSR比AHP-1降低23%,表明[EMIM]PF6与AHP协效降低了TPU/AHP/[EMIM]PF6复合材料的烟释放;剩余炭渣质量比AHP-1增加26%,表明[EMIM]PF6与AHP协效提高了TPU/AHP/[EMIM]PF6复合材料的成炭性能。SDT结果表明,有焰条件下,含0.03125 wt%[EMIM]PF6的样品光通量比AHP-1提高10%;比光密度比AHP-1降低49%;无焰条件下,含0.125 wt%[EMIM]PF6的样品光通量比AHP-1提高2%,比光密度比AHP-1降低21%,表明[EMIM]PF6与AHP协效降低了TPU/AHP/[EMIM]PF6复合材料的烟密度。LOI结果表明,含0.03125 wt%[EMIM]PF6的样品LOI值最高,从24.75提高到36.25;UL 94结果表明,[EMIM]PF6与AHP的添加有效提高了TPU/AHP/[EMIM]PF6复合材料的UL 94等级,均达到V-0级别,表明[EMIM]PF6与AHP协效改善了TPU/AHP/[EMIM]PF6复合材料的阻燃性能和抑烟性能。(4)[EMIM]PF6与ADP协效阻燃TPU的性能研究。CCT结果表明,含0.3wt%[EMIM]PF6的样品THR比ADP-1降低了24%,pHRR比ADP-1降低39%,表明[EMIM]PF6与ADP协效降低了TPU/ADP/[EMIM]PF6复合材料的热释放;SF比ADP-1降低56%,SPR比ADP-1降低54%,表明[EMIM]PF6与ADP协效降低了TPU/ADP/[EMIM]PF6复合材料的烟释放;炭渣质量比ADP-1增加9%,表明[EMIM]PF6与ADP协效提高了TPU/ADP/[EMIM]PF6复合材料的热稳定性。LOI结果表明,含0.3 wt%[EMIM]PF6的样品LOI值最高,为36.25,且材料熔滴严重的现象有所改善。综上,[EMIM]PF6单独作为阻燃剂对TPU复合材料具有比较好的阻燃及抑烟效果,且其作为协效阻燃剂,与APP、AHP、ADP阻燃剂协效对TPU复合材料也具有较好的阻燃及抑烟效果。