高耐热无卤阻燃PA6/PPO合金

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阻燃尼龙(PA)在电子电气、汽车、家电等多个领域具有广泛的应用,而随着人们环保观念的增强以及材料绿色化的发展趋势,无卤阻燃PA成为研究开发的热点。本论文采用阻燃性能良好的聚苯醚(PPO)改善尼龙6(PA6)的阻燃性能,并通过与红磷母粒、三聚氰胺氰脲酸盐(MC)等无卤阻燃剂复配,在获得良好阻燃性能的同时,使PA6具有良好的力学性能,且提高其热变形温度,拓展了PA6的应用范围。本研究工作采用阻燃树脂与阻燃剂复配方法对PA6进行改性,开发出具有良好阻燃性能和力学性能的无卤阻燃PA6材料,为聚合物的无卤阻燃改性开发了一条新的思路和方法,无论在科学研究还是在工业应用方面都具有重大意义。论文由以下部分构成:1. PA6/PPO的相容化改性研究。采用CX-1(PPO-g-MAH)作为相容剂改善PPO和PA6的相容性。通过差示扫描量热法(DSC)、扫描电镜(SEM)、冲击强度和拉伸断裂伸长率测试,分析和表征其相容化原理和相容程度。研究表明,随着相容剂的加入,PA6的熔融热焓下降,分散相PPO相畴尺寸变小。当CX-1含量为4%时,PA6/PPO共混料具有较高的冲击强度(27.6kJ/m2)和断裂伸长率(120%)。2. PPO、红磷母粒、MC以及PPO与红磷母粒或MC复配对PA阻燃改性研究。PPO、红磷母粒和MC三者加入到PA6中都能改善其阻燃性能。PPO的阻燃效率虽不及另两种阻燃剂,但随着PPO含量的增加,垂直燃烧时火焰烧至夹具以及水平燃烧时火焰通过标定距离的燃烧时间不断增加,燃烧速度下降。而随着红磷母粒或者MC含量的增加,PA6垂直燃烧等级经历无等级—V2级—V1级—V0级变化。PPO与红磷母粒或MC复配,可以提高相同红磷母粒或MC含量下PA6的阻燃等级,或者降低达到目标阻燃等级所需添加红磷母粒或MC的含量,起到协同阻燃作用。3. PPO、红磷母粒、MC以及PPO与红磷母粒或MC复配对PA6冲击强度和热变形温度影响研究。随着PPO含量的增加,PA6的冲击强度呈现先上升后下降的趋势,当PPO含量为26%时最高(采用PPO045树脂,相容剂含量为4%),而随着红磷母粒或者MC含量的上升,PA6的冲击强度不断下降。对于热变形温度,PPO、红磷母粒和MC的加入都能提高PA6的热变形温度,但PPO提高的幅度更为明显。采用PPO与红磷母粒或MC复配,可以在目标阻燃性能下,获得更高的冲击强度,同时,PPO的加入能显著提高PA6的热变形温度,这将拓展其在高温下的使用。
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