本质阻燃尼龙66的制备及其性能研究

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尼龙66具有优异的力学性能和加工性能,被广泛应用于电子电气、仪表、汽车、航空航天等领域,但可燃性缺点限制其应用范围。工业上通常采用添加型阻燃剂对尼龙66进行阻燃改性,但存在着添加量大、与基体相容性差及影响尼龙66的力学性能等问题。基于此,本文合成一种反应型膨胀阻燃剂,通过聚合反应将其接至尼龙66主链上,制备出一种本质阻燃尼龙66。(1)以三聚氯氰、亚磷酸三甲酯、2-羟基丙酸为原料,成功合成出一种反应型阻燃剂:2-(二甲基磷酸酯)-4,6(2-羟基丙酸)-均三嗪,是一种含有P、N元素的全新反应型阻燃剂。红外光谱、元素分析、熔点测定、热失重分析等结果表明,反应型阻燃剂2-(二甲基磷酸酯)-4,6(2-羟基丙酸)-均三嗪具有较高纯度,其初始分解温度为260℃,满足尼龙66的聚合工艺条件,同时该阻燃剂在600℃的残炭率为18%。(2)将合成的2-(二甲基磷酸酯)-4,6(2-羟基丙酸)-均三嗪与己二胺反应制备阻燃盐;通过阻燃盐与尼龙66盐进行共聚,制备本质阻燃尼龙66。通过红外光谱分析方法对本质阻燃尼龙66的结构进行表征,结果表明,1140cm-1处出现的P-O-C吸收振动峰初步说明新的阻燃结构已经成功接入尼龙66主链结构上;元素分析结果显示,当阻燃盐含量为8wt%时,本质阻燃尼龙66中磷元素含量为0.556%,接近理论磷元素含量。(3)对本质阻燃尼龙66的阻燃性能研究表明,随着2-(二甲基磷酸酯)-4,6(2-羟基丙酸)-均三嗪含量增加,其LOI值和UL-94阻燃等级分别达到32和V-0级别;热性能研究结果表明,随着阻燃剂含量增多,本质阻燃尼龙66的熔融温度(Tm)和玻璃化转变温度(Tg)值由纯尼龙66的265℃和228℃分别下降到253℃和205℃;该阻燃剂加入提高了尼龙66的热稳定性,其最大热分解速率温度为460℃。力学能研究结果表明,2-(二甲基磷酸酯)-4,6(2-羟基丙酸)-均三嗪的嵌入对尼龙66的力学性能也有一定影响。
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