【摘 要】
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聚碳酸酯（PC）有着良好的抗冲性、透明性和低吸水性,且易于加工改性,广泛应用于电子、建筑、车辆、飞机、医疗产品等众多领域。很多使用场景急需高透明、低温高抗冲和高阻燃等级的PC材料,这也是研究者们一直攻克的难题。聚二甲基硅氧烷（PDMS）本质阻燃,将PC与PDMS共聚制备的聚碳酸酯-聚硅氧烷嵌段共聚物（Si-PC）可以实现PDMS在PC基体的良好分散,不仅具有良好的阻燃性,还具有提高材料低温韧性,保
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聚碳酸酯（PC）有着良好的抗冲性、透明性和低吸水性,且易于加工改性,广泛应用于电子、建筑、车辆、飞机、医疗产品等众多领域。很多使用场景急需高透明、低温高抗冲和高阻燃等级的PC材料,这也是研究者们一直攻克的难题。聚二甲基硅氧烷（PDMS）本质阻燃,将PC与PDMS共聚制备的聚碳酸酯-聚硅氧烷嵌段共聚物（Si-PC）可以实现PDMS在PC基体的良好分散,不仅具有良好的阻燃性,还具有提高材料低温韧性,保持良好的透明性等优点,被广大研究者所关注。本论文通过3种不同PDMS嵌段聚合度和含量的Si-PC与PC共混制备了PC/Si-PC系列材料,研究PDMS嵌段聚合度及含量对PC/Si-PC材料耐热、流动、透明、力学和阻燃等性能的影响。随后通过PDMS和六苯氧基环三磷腈（HPCTP）的复配阻燃,制备了高透明、低温高抗冲和高阻燃等级的PC/Si-PC-28/磷腈材料,研究磷腈添加量对PC/Si-PC-28/磷腈材料性能的影响,探究了PDMS阻燃机理及其与磷腈的复配阻燃机理。通过NMR、FT-IR与GPC对Si-PC进行结构表征表明,3种Si-PC的PDMS嵌段聚合度分别为28、91和40,将其分别记作Si-PC-28、Si-PC-91和Si-PC-40,含有的PDMS嵌段分别记作PDMS-28、PDMS-91和PDMS-40。PC/Si-PC材料耐热性能较PC小幅降低,对透明性能影响:Si-PC-28＜Si-PC-91＜Si-PC-40。PC/Si-PC材料的拉伸性能和弯曲性能都较PC小幅降低;Si-PC的加入使得PC的冲击韧性,特别是低温冲击韧性得到显著提升,主要的增韧机理是空穴化-基体强迫高弹形变机制。PDMS-28、PDMS-91和PDMS-40在PC基体中的聚硅氧烷相域尺寸约为25nm、45nm和70nm。PDMS可以提升PC的阻燃性能,其中PDMS-40和PDMS-28提升效果显著。PC/Si-PC-28/磷腈材料的耐热性能相较PC/Si-PC-28材料明显降低,流动性得到提升,透光性略有改善,这些都可以归因于磷腈的增塑作用。所用磷腈含有苯环,在基体中分散好,对常温下弯曲性能和冲击性能基本无影响,-40℃的冲击强度明显下降,但在添加3份和4份磷腈时,具有优秀的抗冲性能。磷腈与PDMS有良好的复配阻燃效果,添加4份及以上磷腈,UL94阻燃等级提升到1.5mm V-0。HPCTP不仅在凝固相发挥作用,还释放出含N、含P的气相产物,起到阻燃效果。PDMS主要在凝固相阻燃,燃烧时,PDMS会迁移至炭层表面,最终形成富含Si、O、P的高致密隔氧隔热炭层。
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