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热塑性聚氨酯(TPU)兼具热塑性塑料的加工特性与橡胶材料的高弹性,具有良好的力学性能耐寒性、抗疲劳性、耐油性佳等优点,然而其加工流动性差、永久变形高、阻燃性差以及成本高等缺点限制了其应用范围;聚氯乙烯(PVC)作为产量最大的几种通用塑料之一,其具有成本低、加工性能良好、硬度调节较易、极限氧指数高等优点,然而其韧性差、热稳定性以及低温力学性能较差。TPU与PVC在性能上存在优势的互补,且二者具有良好的相容性,因此制备出性能优异的TPU/PVC合金能够有效拓宽二者的应用范围。为优化配方并制备出各项性能优异的TPU/PVC合金材料,本文首先采用苯二甲酸二辛酯(DOP)、环氧大豆油(ESO)、磷酸三甲苯酯(TCP)三种不同种类的增塑剂对合金进行增塑,确定最适用于TPU/PVC合金的增塑剂种类及其添加量;其次通过对TPU与PVC的共混比例的调节,综合不同共混比合金的各项性能测试结果,得出合金的最佳共混比;最后,研究了两种不同膨胀阻燃体系(IFR)对合金进行阻燃改性处理,确定了最佳阻燃体系及其用量。具体研究内容如下:(1)相比于DOP、ESO,TCP能够在提升TPU/PVC合金的力学性能、加工流动性的同时,有效提升合金材料的热稳定性,综合测试结果得出:当TCP添加量为30phr时,合金的综合性能最佳。(2)在选用TCP作为增塑剂且添加量为30phr时,随着PVC组分的比例增加,合金的阻燃性能、加工流动性得到改善,其热稳定性却有所降低,力学性能出现先增后减的趋势,在PVC质量分数为30%达到峰值,综合其性能得出:TPU与PVC的最佳共混比(质量比)为70:30时,材料的拉伸强度与撕裂强度分别达到14.76MPa、96.17N/mm,熔融指数(MFR)增至15.64g/10min,热稳定较好且极限氧指数可以达到22.98%,其阻燃等级(UL-94)达到HB级别。(3)聚磷酸铵(APP)/季戊四醇(PER)阻燃体系对TPU/PVC合金除了良好的阻燃效果以外,对材料的力学、低温热稳定性以及加工性能均有所提升,当APP/PER复配比例为5:3时且添加量为24phr时,可以制备出综合性能最优的阻燃TPU/PVC合金,此时合金的极限氧指数(LOI)与烟密度等级(SDR)分别达到31.23%与53.1,燃烧等级(UL-94)达到V-0级别,合金材料的拉伸强度与撕裂强度分别达到16.52MPa、105.23N/mm,另外合金的韧性、加工流动性、热稳定性均较为良好。(4)经过硅烷偶联剂表面改性的纳米高岭土对以APP/PER为基的IFR体系有着较好的协效作用,提升了IFR体系的阻燃效率。综合合金材料的各项性能,确定APP/PER/改性高岭土复配比例为5:3:2且添加量为20phr时,可以制备出综合性能最优的阻燃TPU/PVC合金,此时合金的极限氧指数(LOI)与烟密度等级(SDR)分别达到36.14%与36.04,阻燃等级(UL-94)达到V-0级别,合金材料的拉伸强度与撕裂强度分别达到17.15MPa、110.23N/mm,另外合金的韧性、加工流动性、热稳定性均较为良好。