论文部分内容阅读
聚乳酸(PLA)是一种非石油基高分子,原料来源广泛,且具有良好的力学性能和物理性能,适宜于吹塑、热成型等加工方法。随PLA聚合度(分子量)的不同,其应用范围非常广泛,有望替代聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚酯等石油基不可生物降解高分子材料,用来生产塑料、薄膜、纤维、医用缝线制品,应用前景十分看好。近年来,随着其应用范围的扩大,火灾隐患也越来越大,对其进行阻燃改性及火灾危险性研究显得越来越重要。首先,本文采用PLA与无卤阻燃剂(磷酸三苯酯、聚磷酸铵、可膨胀石墨)进行溶液共混,通过改变阻燃剂与PLA之间的比例,通过氧指数测试,垂直燃烧实验,烟密度测试,考察了阻燃聚乳酸的阻燃性能和火灾危险性,并通过扫描电镜观察燃烧后的炭层,分析了阻燃机理。结果表明,可膨胀石墨对聚乳酸阻燃效果并不好,原因是聚乳酸在可膨胀石墨膨胀起来之间就已经熔融,当可膨胀石墨膨胀起来后不能覆盖在聚乳酸表面,从而达不到阻燃的效果。而两种磷系阻燃剂对PLA都有较好的阻燃效果,当添加量超过8%时,都能通过垂直燃烧V-O级,特别是当TPP添加量为15%时,其氧指数更是高达38.6。但是,随着阻燃效果的增加,烟密度也相应增加,当TPP添加量为15%时,MSD(最大烟密度)更是达到了64.33。第二,由于聚乳酸成炭性较差,本文考察了引入一种既能增加其机械性能,又能作为高分子成炭剂的物质——聚碳酸酯(PC),通过不同测定PC和阻燃剂(磷酸三苯酯、聚磷酸铵)不同比例对聚乳酸燃烧性能的影响,判定PC是否能起到成炭作用,增加阻燃剂的阻燃效率。结果表明,添加PC后,由于后材料燃烧时带火滴落,引燃脱脂棉,都不能达到垂直燃烧V-0级,但是从垂直燃烧总时间和氧指数可以看出,PC的加入在APP-PC-PLA体系中,起到了高分子成炭剂的作用。即在PC/APP=2:8时,PC的成炭性最好,其氧指数超过了APP添加量为10%的氧指数。且PC的加入对APP-PC-PLA体系的生烟性影响不大,而会增加TPP-PC-PLA体系的生烟性,因此如果能解决改系列聚乳酸燃烧时带火滴落的问题,就能找到火灾危险性最小的阻燃聚乳酸。