论文部分内容阅读
热塑性聚氨酯（TPU）是一种非常具备应用潜力的新型有机高分子合成材料,其优异的耐磨性、耐油性、回弹性、耐环境性和绝缘性使其能够广泛运用在电线电缆行业,而且前景非常广阔,但是TPU阻燃性能较差,不利于其推广应用,本文首先选用膨胀型阻燃剂对其进行阻燃改性,并研究了无机协效剂对膨胀型阻燃剂的协效作用,此外还合成一种新型ATH-DOPO阻燃剂对TPU进行阻燃改性,对其进行了系统的研究。具体内容如下:1、研究了膨胀型阻燃剂（IFR）含量对TPU的阻燃性能和力学性能的影响。结果表明:IFR能够有效提高TPU的阻燃性能,但是相对的IFR含量越大对TPU的力学性能下降也越大,综合考虑TPU/IFR的质量比为70/30较好。2、考察了三氧化二镍（Ni2O3）和有机蒙脱土（OMMT）两种无机协效剂对TPU/IFR阻燃体系（质量比70/30）阻燃性能、力学性能、熔体流动性能、相容性、热学性能、成炭性能等方面的影响。结果表明:Ni2O3和OMMT均能够在一定程度上提高TPU/IFR阻燃体系的阻燃效果,但是对其力学性能有一定的负面影响,而Ni2O3具有更好的协同效果,且少量的Ni2O3还能够提高其力学性能,两者的协效原理并不是提高燃烧的残炭率,而是通过改善IFR成炭后炭层的致密度,阻隔氧气和热量来发挥协同效果。3、为进一步研究Ni2O3的协同机理,考察了IFR和Ni2O3混合物升温后产物的化学组成和期间的化学变化。结果表明:Ni2O3高温的分解产物NiO能够阻止IFR中的烷基磷酸酯发生分解反应生成P2O5反应,并与其反应交联成网络结构,使更多的烷基磷酸酯参与到交联反应中,从而在成炭过程中形成更加致密的炭层,起到有效的协同效果。4、研究了氢氧化铝（ATH）的表面改性并在其表面接枝上9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物（DOPO）,考察了ATH接枝产物的表面化学结构和不同制备条件下的产物接枝率的区别。结果表明:DOPO-KH560是通过与ATH表面的-OH发生反应接枝生成ATH-DOPO,随着球磨时间的增加,ATH-DOPO的接枝率也随之提高,但球磨时间为1.5h时几乎无法接枝,起到接枝作用的球磨时间至少在3h以上。5、考察了ATH-DOPO对TPU阻燃性能、力学性能、相容性、热降解过程等方面的影响。结果表明:对ATH进行接枝后能够大幅度提高其在TPU基体中的相容性,随着ATH-DOPO含量的增加,TPU/ATH-DOPO的阻燃性能随之提高,其机理主要是ATH分解吸热和DOPO的气相阻燃机理,但力学强度随ATH-DOPO含量增加而下降明显,这可能与其在TPU中的分散性较差有关。