聚乳酸的阻燃改性

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本文通过原位聚合法,以密胺树脂(MF)作为壁材,制各微胶囊包覆聚磷酸铵(MCAPP),然后密炼将MCAPP与聚乳酸(PLA)熔融共混,得到微胶囊包覆聚磷酸铵阻燃聚乳酸,并研究了不同包覆率的MCAPP对共混物形貌结构、加工性能、热性能、力学性能以及阻燃性能的影响。结果表明,原位聚合过程中MF添加量为17.2%时,MCAPP树脂包覆率可达13.2%,共混物中PLA结晶度提高,降解程度最低,同时阻燃效果最佳,极限氧指数(LOI)可达39.4%,并且垂直燃烧等级达到UL94 V0级。  以MCAPP作为酸源,选取季戊四醇(PER)、羟丙基甲基纤维素(HPMC)、塑化淀粉(ST)作为碳源,构成膨胀阻燃体系(IFR),与PLA进行熔融共混。得到的共混物当中,PLA/MCAPP/PER共混物结晶能力明显改善;PLA/MCAPP/HPMC共混物LOI最大,达到43.2%; PLA/MCAPP/ST共混物燃烧时成炭效率最高。三种碳源的添加使得共混物的拉伸强度和弹性模量提高,材料的脆性更加明显。  以亚磷酸三苯酯(TPPi)和双酚A双(二苯基磷酸酯)(BPADP)作为有机阻燃剂改性PLA,得到的共混物阻燃性能较差。添加聚硅氧烷(PSI)作为阻燃协效剂后,共混物的阻燃性能明显提高,LOI从平均27%提升至最高37.5%。在PLA中添加15%质量分数TPPi和1%PSI后,共混物发生脆韧转变,断裂伸长率上升到75.63%。
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