无卤阻燃剂的合成及其阻燃聚碳酸酯的研究

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聚碳酸酯(PC)是五大工程塑料之一,也是唯一一类透明的工程塑料。聚碳酸酯因其优良的综合性能,广泛应用于建筑,电子电器、航空航天、汽车、光盘等领域。相对与其他高分子材料,聚碳酸酯本身具有一定的阻燃性能,PC燃烧热相对较低,燃烧时有一定的成炭性,纯PC的LOI一般在22-29%UL94测试可达到V-2级别。但是应用在电视机、电脑、变压器线圈、汽车部件、建筑材料和其他对高阻燃性要求高的领域,仍需要对PC进行阻燃改性。卤素作为传统的阻燃剂具有高效随着人们环保意识的增强,阻燃评价方法的不断完善,以及世界各国阻燃法规的日趋严格,使得传统的含卤阻燃体系受到了严峻的挑战。对于PC阻燃来说,开发热稳定好、阻燃效率高的无卤阻燃剂成为人们的研究热点。本文合成了含磷阻燃剂DOPO-HQ及新型的含磷含硅阻燃剂SiPP,并分别将其对PC树脂进行阻燃改型,分别研究了两种阻燃剂对PC阻燃性能和热性能的影响。热失重分析(TGA)结果表明,阻燃DOPO-HQ和阻燃剂SiPP在空气中具有良好的热稳定性,在空气中的初始分解温度均高于300℃,可满足大多数塑料的加工温度需要。研究表明,含磷阻燃剂DOPO-HQ和含磷含硅阻燃剂SiPP均能提高PC的阻燃性能。当DOPO-HQ的添加量为10phr时,PC/DOPO-HQ复合材料的阻燃性能得到显著改善,极限氧指数(LOI)高达34%,点燃时间(TTI)从原来的54s增加到89s,热释放速率峰(PHRR)由原来的578.94kW/m~2降低到526.00kW/m~2,前200s内的平均热释放(AHRR)由原来的226.0kW/m~2降低到144.9kW/m~2。SiPP的加入可以提高PC/SiPP复合材料的阻燃性能,复合材料的LOI、PHRR、AHRR、热释放速率(HRR)和总热释放(THR)均比未添加阻燃剂的纯PC有所提高。阻燃剂DOPO-HQ和阻燃剂SiPP的加入都会导致复合材料的初始分解温度降低,但降低程度很低,对材料的热稳定性能影响不大。
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