论文部分内容阅读
近年来,对高分子材料进行高效无卤阻燃成为研究热点。阻燃剂的大量添加在提高高分子材料阻燃性能的同时,会影响材料的力学性能和热性能等。本文研究思路是,对阻燃剂进行改性制备,再将阻燃剂应用于硅橡胶(SR)及聚甲醛(POM)材料中,考察阻燃剂与材料的阻燃性能、力学性能及热性能之间的联系,以期使材料阻燃性能提高的同时,实现材料保持较好的力学性能。在本文中,对聚磷酸铵(APP)阻燃剂进行了酚醛树脂微胶囊化处理,采用的方法为物理包覆法;对氢氧化镁[Mg(OH)2]进行化学包覆法改性,得到密胺树脂微胶囊化Mg(OH)2阻燃剂。傅里叶红外光谱(FIR)测试证实阻燃剂中含有囊材材料,扫描电镜(SEM)中明显观察到阻燃剂的“囊-芯”结构。微胶囊化APP阻燃剂比APP粉末的燃烧点提高了30.9℃。将微胶囊化APP阻燃剂以不同组份分别加入至硅橡胶中,硅橡胶试样的阻燃性能得到了明显的提高。添加40份微胶囊化APP阻燃剂可以使硅橡胶的氧指数达到33%,相比较含有40份未改性APP的硅橡胶试样,经过包覆的阻燃剂使材料的氧指数提高了6%,拉伸强度提高了66%。SEM观察微胶囊化APP阻燃剂与基体的相容性得到改善。微胶囊处理后的Mg(OH)2阻燃剂比纯Mg(OH)2粉末的燃烧点提高了123.1℃,达到464.5℃。将微胶囊化Mg(OH)2阻燃剂加入至硅橡胶中,发现氧指数最高可达32.5%,对比纯Mg(OH)2改性的硅橡胶复合材料,试样的氧指数提高了23%,拉伸强度提高了16.3%,SEM观察发现阻燃剂与基体的相容性得到改善。为了研究复合阻燃剂对硅橡胶的无卤阻燃协同阻燃效果,实验将不同组分组合的Al(OH)3、APP、Fe2O3添加至硅橡胶。实验发现,复合阻燃剂可以使硅橡胶的氧指数得到了大幅度的提高,SR/APP/Al(OH)3(100/30/45)的氧指数达到38%。SEM图片看出复合材料的相容性不好,使材料的力学性能下降。实验中,将不同组分的硅橡胶添加至POM进行阻燃改性。经过改性的POM试样氧指数可达到25%,比纯POM试样的氧指数提高了38.9%。硅橡胶的加入起到了成核剂的作用,使POM的结晶度得到了提高,达到75.44%。超过10份的硅橡胶加入则会降低POM球晶的结晶度,但结晶度仍高于纯POM试样。最后,将实验室制备的微胶囊化Mg(OH)2阻燃剂添加至POM/SR(100/15)共混物中,对POM/SR/Mg(OH)2复合材料结构性能进行研究。实验结果发现,POM/SR/Mg(OH)2(100/15/10)复合材料的氧指数为27.5%,成为难燃材料,比纯POM试样的氧指数提高了27.5%,复合材料的冲击性能比POM/SR(100/15)提高了43.28%。DSC测试发现Mg(OH)2对POM起到了异相成核的作用,有利于复合材料的结晶,且提高了结晶速率。DMA测试中发现,Mg(OH)2的加入使复合材料的刚性提高,同时也有增韧的效果。在SEM中可以清晰看到POM球晶结构和阻燃剂的包覆结构。