【摘 要】
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汽车制造、电子电气、光纤等领域的迅速发展,对PA66的应用提出了更加严格的要求,除要求其具有良好的机械性能和加工性能外,阻燃性能也是重要指标。但PA66含有大量的碳、氢元
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汽车制造、电子电气、光纤等领域的迅速发展,对PA66的应用提出了更加严格的要求,除要求其具有良好的机械性能和加工性能外,阻燃性能也是重要指标。但PA66含有大量的碳、氢元素受热极易燃烧并伴有熔融滴落,限制了纯PA66的应用范围。本文采用溶剂法制备了金属离子改性的三聚氰胺聚磷酸盐(J-MPP),并使用双螺杆挤出机将其与玄武岩纤维(BF)、抗氧剂等添加到PA66中制备不同阻燃体系的 PA66 复合材料。研究了 J-MPP/PA66、BF/PA66、J-MPP/BF/PA66 三类复合材料的阻燃性能和力学性能,确定了 J-MPP和BF的复配比例。研究结果表明:(1)以三聚氰胺、聚磷酸、磷酸、氢氧化铝、碳酸钙为原料,冰乙酸为溶剂成功制备了金属离子改性的三聚氰胺聚磷酸盐。比较J-MPP与MPP的红外光谱曲线发现金属离子可使多聚磷酸上的羟基活性增强;通过XRD谱图可知金属离子改性后的MPP结晶度下降;由SEM图可知,MPP和Al-MPP为片状晶体,Ca-MPP为棒状晶体;TGA曲线表明,金属离子可提升三聚氰胺聚磷酸盐的热稳定性,热稳定性为Ca-MPP>A1-MPP>MPP。(2)J-MPP/PA66复合体系的力学性能与纯PA66相比均降低;BF的加入使BF/PA66复合体系的力学性能大幅提升;J-MPP/BF/PA66复合体系中,为保持复合体系良好的力学性能,Al-MPP与BF的复配比≤3:2(总添加量为25%),Ca-MPP与BF的复配比≤4:1(总添加量为25%)。(3)金属离子的引入提升了MPP的阻燃性能,其中Ca-MPP相较于Al-MPP阻燃性能更佳,在添加量为22%时即可达到UL94V-0级,LOI值为34.4;玄武岩纤维对PA66的阻燃效果并不理想,在添加量低于10%时出现“烛芯效应”,当添加量为25%时,LOI值达到28.3,UL94阻燃级别为V-1,无熔融物滴落;控制J-MPP和BF的总量为25%时,为达到阻燃增强PA66的优良效果,Al-MPP与BF的复配比应≥4:1(总添加量为25%),Ca-MPP与BF的复配比应≥3:2(总添加量为25%)。(4)为使复合材料在保证阻燃性能的前提下兼具良好的力学性能,Ca-MPP与BF的复配比为3:2≤Ca-MPP:BF≤4:1(总添加量为25%);而对于Al-MPP/BF/PA66复合体系,其范围为Al-MPP:BF≥4:1(总添加量为25%)。
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