论文部分内容阅读
六溴环十二烷(Hexabromocyclododecane,简称HBCD)是聚苯乙烯、聚丙烯等高分子聚合物的高效阻燃剂。它具有溴含量高、阻燃效果好、添加量少等优点,但也存在热稳定性较差、分解温度低等缺点。未经稳定化的HBCD在150℃左右即开始分解出HBr,对加工设备造成腐蚀,使制品着色,而且影响操作环境,损害工人健康。因此,提高HBCD的分解温度,改善其热稳定性是非常必要的。本文通过干粉共混法、微胶囊包覆法和金属羧酸盐共沉淀法制备了热稳定型HBCD,对工艺条件进行了优化,通过热重仪(TGA)、扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)和红外光谱(IR)对产品进行了分析表征。结果表明,通过上述三种方法显著提高了产品的分解温度,改善了其热稳定性,可以满足塑料加工要求。本文研究了热稳定剂三氧化二锑和高分子树脂M的添加量对HBCD热稳定性的影响;通过HBCD和高分子树脂M/三氧化二锑复合热稳定剂共混,可以有效提高HBCD的热分解温度,加入量很少的情况下对HBCD的热稳定作用仍然非常显著,二者加入量分别为5%时,分解温度即可达到245℃,对HBCD的机械性能和溴含量影响不大,又可以有效的降低生产成本。实验采用Sb2O3和Sb2O5溶胶分别对阻燃剂HBCD进行微胶囊包覆,研究了包覆条件对微胶囊热分解温度的影响。以三氧化二锑为囊材包覆的HBCD最佳工艺条件为:芯壁质量比(HBCD/Sb2O3)为10:2.5;选用Span80/Tween80质量比为1:1的复合分散剂;反应温度为65℃;包覆时间为140min。通过SEM和XPS分析可知微胶囊包覆完全,表面均匀,且热稳定性较好,分解温度可达246℃。以Sb2O5溶胶包覆的微胶囊较优的工艺条件为:选择磷酸二氢铵作为稳定剂;稳定剂的用量为4%(以NaSb(OH)6量计);m(HBCD/NaSb(OH)6)为10:3.0;反应温度为90℃;反应时间是3h;搅拌转速为300r/min。在此条件下得到的微胶囊,热稳定性较好。实验采用金属羧酸盐共沉淀法对HBCD进行改性,研究了金属羧酸盐种类、用量对分解温度的影响。HBCD与稀土羧酸盐或金属羧酸盐共沉淀的最佳工艺条件为:羧酸选用四溴邻苯二甲酸,m(HBCD/LaCl3)为10:3.0; m(HBCD/AlCl3)为10:2.0;m(HBCD/MgSO4)为10:2.5;pH控制在10左右;实验温度第一步为95℃,第二步为60℃;以Tween-80为乳化剂,加入量在0.6g左右。当选用硬脂酸代替四溴邻苯二甲酸时,m(HBCD/LaCl3)为10:1.5。HBCD与硬脂酸镧/硬脂酸镁复合物共沉淀时,HBCD的热分解温度显著升高,可达250℃以上,当氯化镧和硫酸镁质量比为1:1时,HBCD的分解温度可达257℃。