基于蒙脱土及聚磷酸铵的分布及调控阻燃PS/PA6共混物

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目前共混物阻燃研究主要侧重于新型阻燃剂的开发或不同阻燃剂之间的协同阻燃,极少利用或调控阻燃剂在共混物中的分布,提高阻燃效率。本论文首先研究了阻燃剂聚磷酸铵(APP)、有机蒙脱土(OMMT)在PS/PA6共混物中的分布、共混物形态结构对其阻燃性能的影响。傅立叶红外光谱(FTIR)和透射电子显微镜(TEM)的结果表明,APP和OMMT均选择性分散于PA6相中。研究共混物的形态结构及阻燃性能发现,当PA6相为连续相时,随PA6相含量的减少,APP及OMMT在PA6相中的浓度随之增加,有利于膨胀炭层的形成,导致共混物阻燃性能随之提高。当PA6相形态结构由连续相过渡到分散相时,虽然PA6相中APP及OMMT浓度随之提高,但共混体系阻燃性能显著下降。TG、锥形量热仪及SEM结果显示,PA6呈分散相不利于连续膨胀炭层形成,造成体系阻燃性能下降。同时,本文采用将OMMT与共混物增容剂SMA反应后,再与共混物熔融复合的方法,制备出相应的共混物,研究了OMMT的分布及共混物形态结构对其阻燃性能的影响。TEM结果显示,与增容剂SMA反应后的OMMT分布于共混物相界面。氧指数、垂直燃烧测试表明,对于PA6相为分散相的共混体系,OMMT在共混物中的分布位置对其阻燃性能没有显著影响;但是,对于PA6相呈连续相的体系,OMMT分布于两相界面处时,其阻燃性能远优于OMMT分布于PA6相的体系。TG结果显示,OMMT分布于两相界面处的体系的热稳定性比分布于PA6相的体系的热稳定性有明显的改善。SEM结果显示,OMMT分布于两相界面处的体系燃烧后能在其表面生成一层致密、紧凑的炭层,能有效提高其阻燃性。而对于OMMT分布于PA6相的共混物,表面生成了完全疏松的炭层是导致其阻燃性能下降的原因。能量色谱分析(EDS)结果表明膨胀碳层中OMMT在燃烧表面的聚积应该是导致炭层疏松的原因。而OMMT分散在整个膨胀碳层中更有利于阻燃性能的提高。
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