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聚碳酸酯(PC)/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)合金综合了PC和ABS的优良性能,一方面保持了PC良好的力学性能和耐热性,另一方面具有ABS加工流动性好和性价比高的优点,被广泛应用于通信设备、汽车零部件、家电等的制造。ABS属于易燃材料,随着ABS组分含量的增加,PC/ABS合金更易燃烧,限制了其应用范围。因此,制备符合相关行业阻燃要求的PC/ABS合金逐渐成为科研的热点。间苯二酚双(二苯基磷酸酯)(RDP)对PC/ABS合金具有较高的阻燃性能,但一方面RDP为粘稠液体,不便于加工;另一方面,RDP对PC/ABS有一定的塑化作用,降低合金热变形温度。为提高PC/ABS的阻燃性能与耐热性,本文以RDP为主要阻燃剂,辅助磷硅阻燃剂、多芳基磷酸酯(PX-200)、滑石粉(Talc)等对PC/ABS(质量比为7:3)进行阻燃改性,探讨不同辅助阻燃剂与RDP复配对PC/ABS合金阻燃性能与耐热性能的影响。首先采用乙烯基三甲氧基硅烷(A171)与9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)加成反应得到的预聚体,再水解缩聚获得一种含有磷、硅元素的聚合物(DOPOVTS)。以DOPO-VTS、PX-200分别作为辅助阻燃剂,提高RDP主阻燃PC/ABS的阻燃性能和耐热性能。采用6.0 wt%DOPO-VTS与8.0 wt%RDP复配改性PC/ABS,得到PC/ABS/R-8/V-6可以通过UL-94 V-1@3.2 mm阻燃等级,极限氧指数(LOI)值为25.6%;而6.0 wt%PX-200与8.0 wt%RDP复配改性PC/ABS得到的PC/ABS/R-8/P-6只能达到UL-94 V-2@3.2 mm等级,LOI值为22.9%。8.0 wt%DOPO-VTS或8.0 wt%PX-200与8.0 wt%RDP复配得到PC/ABS/R-8/V-8和PC/ABS/R-8/P-8,阻燃样条均能达到UL-94V-0@3.2 mm阻燃等级,但PC/ABS/R-8/V-8的余焰总燃烧时间比PC/ABS/R-8/P-8的短,所以在PC/ABS中,DOPO-VTS对RDP的辅助阻燃效果的提高比PX-200更佳。PC/ABS/R-8/P-6的热变形温度(HDT)为71.9℃,PC/ABS/R-8/V-6的为78.6℃,表明DOPO-VTS与RDP复配对PC/ABS热变形温度的不良影响较PX-200低。以滑石粉(Talc)与RDP复配对PC/ABS阻燃改性,实验结果表明7.0 wt%RDP与13.0 wt%滑石粉复配可以使PC/ABS合金(PC/ABS/R-7/T-13)通过UL-94 V-0@3.2 mm阻燃等级,LOI值从PC/ABS的28.0%提升至31.8%。PC/ABS/R-7/T-13的热变形温度比同样阻燃等级、单独添加16.0 wt%RDP的PC/ABS高10°C以上。热重分析图上,PC/ABS/R-7/T-13热失重速率降低,残炭率为24.0%,比理论残炭率高4.1%。从PC/ABS/R-7/T-13的热重-红外联用分解产物红外谱图看出,有明显的P-O-C峰出现。结合PC/ABS/R-7/T-13残炭的扫描电镜(SEM)图与拉曼图谱可知,残炭外表面和内层为致密连续的炭层,且炭层的石墨化程度高。表明以RDP与滑石粉复配的阻燃剂是气相与凝聚相阻燃共同作用。添加滑石粉后,RDP阻燃PC/ABS的拉伸强度和弯曲强度得到提高,PC/ABS/R-7/T-13的拉伸强度为61.3 MPa,弯曲强度为110.7 MPa,相较于纯PC/ABS拉伸强度与弯曲强度有所提高。在滑石粉与RDP复配阻燃改性PC/ABS配方的基础上添加DOPO-VTS,结果表明5.0 wt%DOPO-VTS和10.0 wt%滑石粉、7.0 wt%RDP能使PC/ABS合金达到UL-94 V-0@3.2 mm等级,且热变形温度明显增加。RDP添加量为7.0 wt%、滑石粉添加量高于12.0 wt%配方基础上,添加5.0 wt%DOPO-VTS,PC/ABS热变形温度能提高10℃左右,表明DOPO-VTS能很好地提高PC/ABS/RDP/Talc的耐热性。