目前,我国工程塑料工业发展与国外先进水平有较大差距,虽然国内企业通过引进成套生产技术,在通用料生产方面其生产规模不断扩大,产品牌号不断增加,已经和国外企业相差无几。但是,在改性产品开发上国内企业远远落后于国外公司,至今没有改性产品上市。国内工程塑料市场基本为国外企业所垄断。本文以国产聚甲醛(POM)、聚酰胺(PA)6以及聚碳酸酯(PC)回收料为基料,选择有代表性的改性专用料体系进行改性技术的研究与开发,将有助于国内企业提高产品的附加值以及我国工程塑料改性技术水平的提升和行业的发展。本文的研究内容主要包括三大部分。第一,无卤阻燃POM复合物的制备及其阻燃机理研究POM的阻燃历来是一个难题,这与其自身特殊的分子结构和燃烧机理有关。本文采用磷系阻燃剂聚磷酸铵(APP)或微胶囊红磷(MRP)与三聚氰胺氰尿酸盐(MC)复配的磷-氮协效阻燃剂；此外,针对POM燃烧过程中难以成炭的特性,利用双季戊四醇(DPER)和热塑性酚醛树脂(novolak)协效成炭作用辅助其成炭；利用热塑性聚氨酯(TPU)作为无机粉体阻燃剂的载体及包覆材料,不仅可提高阻燃剂与基体树脂之间的相容性,还可降低因添加粉体阻燃剂对其力学性能造成的影响。综合上述技术,通过熔融共混法制备了性能优良的无卤阻燃POM复合物。测试了阻燃POM的阻燃性能、力学性能,并采用红外光谱仪(FTIR)分析了阻燃POM燃烧残炭的成分,用扫描电子显微镜(SEM)观测燃烧残炭的形貌,用热失重分析仪(TGA)表征了POM及阻燃POM的热稳定性,用热裂解-气相色谱-质谱联用仪(Py-GC-MS)分析了POM及阻燃POM的热降解机理。结果表明,MRP/MC/DPER/novolak复配阻燃POM的阻燃性可达到UL94V-1级,而APP/MC/DPER/novolak复配阻燃POM的阻燃级别可达UL94V-0级,其LOI最高达到52.8。垂直燃烧测试后样条表面剩余炭层的SEM照片显示,该炭层为外表面致密坚固、内部呈蜂窝状的焦化炭层,可有效阻止热和氧的传递,有助于减缓或终止燃烧。TGA测试结果表明,在阻燃POM燃烧过程中,复配阻燃剂在POM未分解之前就可起到阻燃作用,并促使体系的炭化使残炭量大幅提高。FTIR和Py-GC-MS分析表明,所加阻燃剂在气相和凝聚相同时起到阻燃作用。并且根据测试结果分析了阻燃机理。第二,尼龙6高强超韧化改性研究尼龙6改性研究一直是人们关注的焦点。本文分别采用甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物(MBS)和甲基丙烯酸甲酯-甲基苯基硅氧烷-苯乙烯共聚物(MSiS)对尼龙6进行增韧改性研究,这两种共聚物均为具有“核-壳”结构的增韧剂,并用双酚A型环氧树脂(DGEBA)作为增容剂。这两种体系的SEM及TEM照片显示,增容剂的添加可显著提高MBS(或MSiS)粒子在基体中的分散性,使其形成单分散分布。结果表明,当尼龙6/MBS/DGEBA的质量比为80／20／3,体系的缺口冲击强度达到92kJ／m2,而尼龙6/MSiS/DGEBA(80／20／3)体系的缺口冲击强度达到66kJ／m2,MBS的增韧效果明显好于MSiS的。并且这两种试样冲击断面的SEM照片显示,基体发生了大范围的剪切屈服,为韧性断裂,其增韧机理为粒子的空穴化以及基体的剪切屈服。在增韧效果较好的MBS增韧体系中分别添加有机蒙脱土(OMMT)和针状硅灰石作为增强剂,以提高共混体系的强度和刚性。X-射线衍射仪(XRD)分析表明,OMMT被充分剥离分散在尼龙6基体中。透射电镜(TEM)照片显示,MBS和OMMT各自均匀分散在尼龙6基体中,OMMT的存在不会干扰MBS粒子空穴化以及引起基体的剪切屈服而起到增韧作用。第三,PC回收料的增韧及无卤阻燃改性研究PC是一种综合性能优良的工程塑料,其产量和消费量仅次于尼龙,位列五大通用工程塑料第二位。随着PC消费量的迅速增加,不可避免地产生大量废弃PC制品及废料,它既是宝贵的再生资源,处理不当又会对环境造成无法弥补的危害,所以对PC的回收再利用是节约资源,保护生态环境的有效处理方法。本文分别用具有“核-壳”结构的增韧剂MBS和MSiS粒子来对PC回收料进行改性研究。结果表明,由于MBS或MSiS与PC回收料相容性较差而没有达到增韧效果,当分别添加双酚A型环氧树脂(DGEBA).苯乙烯-马来酸酐共聚物(SMA)或聚双酚A羟基醚(Phenoxy)作为增容剂,其缺口冲击强度得到大幅提高。试样的SEM照片显示,增容剂的添加可使MBS(或MSiS)粒子在基体中形成单分散分布,这是取得优异增韧效果的关键因素。并根据实验结果分析了增韧机理。MSiS粒子不仅能有效提高PC回收料的冲击性能,还能赋予其优异的阻燃性能,当添加7wt.%MSiS和3wt.%的增容剂,可使PC回收料达到UL94 V-0的阻燃级别。垂直燃烧测试后残炭的FTIR分析表明,添加MSiS的PC共混物在燃烧时生成富含Si-C键和Si-O-Si键的隔氧绝热残炭层,起到隔热隔氧的作用。通过上述方法对PC回收料进行改性,为其再利用创造了条件,达到了充分利用回收料、节约资源的目的。