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高分子材料被广泛应用于交通运输、电子电器、建筑材料、机械、汽车、化工等各个领域。但高分子材料一方面因氧指数(LOI)较低，容易着火引起火灾。另一方面因它们的表面和体积电阻高，容易摩擦带电造成静电危害。所以对高分子材料进行阻燃和抗静电的改性具有十分重要的现实意义。有机磷类阻燃剂是低毒、低烟、无卤的新型环保阻燃剂，并且有机磷类阻燃剂对高分子材料还有增塑的作用。高分子型抗静电剂具有抗静电效果持久、不受应用条件影响、对环境湿度依赖小、热稳定性好和在高分子材料中分散性好、不降低塑料机械性能等优点，属于永久性抗静电剂。
本文首先合成了既含有有机磷酸酯结构，又含有双键的阻燃单体FR和既含有聚醚结构，又含有双键的抗静电单体AS。利用FT-IR、1H-NMR、MS分析方法对阻燃单体FR和抗静电单体AS结构进行了表征。分析结果表明合成的化合物结构和预期目标化合物的结构一致。然后通过调节阻燃单体FR、抗静电单体AS和硬性单体甲基丙烯酸甲酯(MMA)的摩尔比例，利用自由基聚合，合成了一系列的高分子型阻燃抗静电复合助剂(AMF)。利用FT-IR分析方法对这一系列聚合物的结构进行了表征，它们都在相应位置出现了特征性吸收峰，表明聚合物中都含有磷酸酯结构和聚醚结构。并利用TGA分析方法对聚合物的热稳定性进行了分析。最终从这一系列聚合物种挑选了适合用于成型加工的聚合物AMF162(阻燃单体FR、MMA、抗静电单体AS的投料摩尔比为1∶6∶2)和聚合物AMF1104(阻燃单体FR、MMA、抗静电单体AS的投料摩尔比为1∶10∶4)。
将高分子型阻燃抗静电复合助剂AMF162和AMF1104分别以5wt％、10wt％、15wt％、20wt％的添加量添加到非极性高分子材料聚丙烯(PP)和极性分子材料聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，制成阻燃抗静电聚丙烯(PP)复合材料和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)复合材料。借助LOI、TGA对PP复合材料和PMMA复合材料的阻燃性能进行分析。结果表明，随着AMF162和AMF1104在PP和PMMA添加量的增加，它们的LOI都依次增大。并且AMF1104对PP和PMMA的阻燃效果要优于AMF162。通过测定PP复合材料和PMMA复合材料的体积电阻和表面电阻，来表征它们的抗静电性能。结果表明，AMF162对PP和PMMA的抗静电效果要优于AMF1104。当AMF162在PP复合材料中的添加量为20wt％时，PP复合材料的体积电阻率与纯PP相比下降了5个数量级，达到6.02×1010Ω.m。表面电阻率为9.23×1012Ω，抗静电效果优异。利用对PP复合材料和PMMA复合材料进行简支梁无缺口冲击实验，来分析AMF162和AMF1104对PP和PMMA力学性能的影响。结果表明，当AMF162的添加量在15wt％以下，对PP的抗冲击性能都有提高。AMF162和AMF1104在20wt％的添加量范围内，对PMMA的抗冲击性能影响不大。综合分析可知，高分子型阻燃抗静电复合助剂AMF162对PP的抗静电效果优异，AMF1104对PP的阻燃效果相对较好。高分子型阻燃抗静电复合助剂适合用于对PP的阻燃和抗静电改性。