改性高嶺土對(duì)聚丁二酸丁二醇酯膨脹阻燃體系性能的影響及機(jī)理研究.pdf

1、聚丁二酸丁二醇酯(PBS)是可以由石油資源或生物資源直接合成的可生物降解高分子材料。因此從環(huán)境角度出發(fā)，PBS的開(kāi)發(fā)及應(yīng)用受到越來(lái)越多的重視。PBS也是極易燃的，并且在熱降解期間伴隨著嚴(yán)重的熔滴產(chǎn)生。其LOI值僅有22.0。近年來(lái)，各種阻燃劑已被用于改善PBS的阻燃性，其中膨脹型阻燃劑(IFR)由于低煙，低毒和燃燒時(shí)不產(chǎn)生熔滴等的優(yōu)點(diǎn)而受到廣泛關(guān)注。但是，IFR在使用時(shí)的需求量較高。納米粘土在許多聚合物的協(xié)效阻燃方面已有文獻(xiàn)記載。高嶺土

2、(Kaol)通常用作高聚物中的阻燃協(xié)效劑，并已廣泛用于聚丙烯，尼龍6和聚乳酸。然而，關(guān)于kaol在PBS/IFR體系中的阻燃應(yīng)用鮮有報(bào)道。
　　本文采用兩種不同的小分子化合物分別對(duì)kaol進(jìn)行插層和剝離改性，并用一種無(wú)機(jī)阻燃劑對(duì)kaol進(jìn)行表面接枝改性，從而制備了三種不同結(jié)構(gòu)的改性高嶺土，并與IFR復(fù)配加入到PBS基體中，在提高PBS阻燃性能的基礎(chǔ)上降低IFR添加量。并對(duì)三種kaol改性后的分子結(jié)構(gòu)和PBS/IFR/改性kaol復(fù)

3、合材料的阻燃性能、熱穩(wěn)定性進(jìn)行了表征和分析和對(duì)比。主要工作如下:
　　(1)通過(guò)直接研磨法將尿素引入kaol層間，實(shí)現(xiàn)kaol插層改性，制備出尿素插層kaol產(chǎn)物(K-U)，然后將K-U作為協(xié)效劑與IFR以一定比例混合加入到PBS中，然后進(jìn)行熔融共混得到PBS/IFR/K-U復(fù)合材料。結(jié)果表明:尿素成功插入到kaol層間。PBS不能達(dá)到任何燃燒等級(jí)，但當(dāng)K-U與IFR在PBS中的加入量分別為5和20wt％時(shí)，PBS復(fù)合材料達(dá)到UL

4、-94Ⅴ-0級(jí)，LOI從21.9％提高到40.1％，并且燃燒中的熱釋放速率(PHRR)從576kW/m2降到292kW/m2。SEM結(jié)果發(fā)現(xiàn)，引入K-U后，PBS復(fù)合材料在燃燒后生成的炭層變得連續(xù)而致密。
　　(2)通過(guò)兩步法將硫氰酸鈉(NaSCN)對(duì)kaol進(jìn)行了剝離改性，制備出硫氰酸鈉剝離高嶺土(K-NaS CN)，然后將K-NaSCN與IFR以一定質(zhì)量比進(jìn)行混合加入到PBS中，得到PBS/IFR/K-NaS CN復(fù)合材料。結(jié)

5、果表明:NaSCN可以進(jìn)入到kaol層間，使得kaol處于不完全剝離狀態(tài)。且當(dāng)K-NaSCN和IFR的添加量分別為5和20wt％時(shí)，PBS復(fù)合材料達(dá)到UL-94Ⅴ-0等級(jí)，LOI從純PBS的21.9％進(jìn)一步提高到41.9％，且PBS復(fù)合體系具有良好的力學(xué)性能。
　　(3)通過(guò)對(duì)羥基苯甲醛(PHBA)取代六氯環(huán)三磷腈(HCCP)的氯原子，制備出六（4-醛基苯氧基）環(huán)三磷腈（HAPCP），然后將其與剝離的kaol接枝，得到產(chǎn)物K-HA