疏水聚磷酸銨及耐水IFR-PP復(fù)合材料性能研究.pdf

1、聚磷酸銨(APP)因其自身存在著極性大、吸濕性強(qiáng)、易水解及與聚合物相容性差等缺點(diǎn)，限制其廣泛應(yīng)用。本論文采用低表面能的硅樹(shù)脂對(duì)APP進(jìn)行表面改性，并將其與實(shí)驗(yàn)室自主研發(fā)的三嗪系成炭-發(fā)泡劑(CFA)進(jìn)行復(fù)配，用于聚丙烯(PP)的阻燃改性并研究了材料的性能。
　　本文首先以γ氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)對(duì)APP表面進(jìn)行化學(xué)修飾，然后用預(yù)先水解后的正硅酸四乙酯在其表面發(fā)生原位聚合，最后用十七氟癸基三乙氧基硅烷進(jìn)行外表面修飾，制備改

2、性聚磷酸銨(MAPP-1)。通過(guò)靜態(tài)接觸角(WCA)表征了MAPP-1的潤(rùn)濕性能，其接觸角達(dá)到了134°，表現(xiàn)出很好的疏水性能。將MAPP-I與CFA以質(zhì)量比4∶1進(jìn)行復(fù)配得膨脹型阻燃劑(IFR)并添加到PP中，制備阻燃PP(PP/MAPP-1/CFA)材料。通過(guò)極限氧指數(shù)(LOI)、垂直燃燒(UL-94)和錐形量熱（CONE）測(cè)試研究了材料的阻燃性能及燃燒行為，采用熱重分析(TGA)技術(shù)研究了材料的的熱降解行為，通過(guò)在70℃下水煮16

3、8h的耐水測(cè)試研究了阻燃PP材料的耐水性能，通過(guò)拉伸、彎曲和沖擊強(qiáng)度的測(cè)試研究了材料的力學(xué)性能，通過(guò)掃描電鏡(SEM)研究了阻燃劑與聚合物的柏容性。結(jié)果表明:當(dāng)IFR的添加量為23wt％時(shí)，1.6mm厚度的阻燃PP樣條通過(guò)垂直燃燒Ⅴ-0級(jí)測(cè)試， LOI值達(dá)30.8％;且經(jīng)過(guò)耐水測(cè)試后，材料依然能通過(guò)垂直燃燒Ⅴ-0級(jí)測(cè)試，且其質(zhì)量損失率僅為0.92％。但在相同實(shí)驗(yàn)條件下，PP/APP/CFA體系經(jīng)耐水測(cè)試后樣條在垂直燃燒測(cè)試中無(wú)級(jí)別，且質(zhì)

4、量損失率達(dá)到了2.45％，表明APP的疏水改性大大提高了阻燃PP材料的耐水性能。TGA和CONE數(shù)據(jù)表明，APP的改性并沒(méi)有改變材料的熱降解行為，但降低了材料的熱釋放速率（HRR）和總熱釋放量(THR)降低。SEM及力學(xué)性能測(cè)試表明，APP的改性使得阻燃劑與聚合物的相容性得到提高，從而提高了材料的力學(xué)性能。
　　由于上述的疏水改性體系中需要引入少量的水，使得APP部分水解。為了進(jìn)一步提高APP的疏水性能，本論文同時(shí)以KH550對(duì)A

5、PP表面進(jìn)行化學(xué)修飾，降低APP的表面極性，然后用低表面能硅樹(shù)脂進(jìn)行化學(xué)改性，制備改性聚磷酸銨(MAPP-2)。潤(rùn)濕性能測(cè)試表明，MAPP-2和IFR（由MAPP-2與CFA組成）的接觸角分別為148°和144°，表現(xiàn)出更優(yōu)異的疏水性能。將該IFR添加到PP中制備阻燃PP(PP/MAPP-2/CFA)材料，并對(duì)其性能進(jìn)行了研究。測(cè)試結(jié)果表明:當(dāng)IFR的添加量為22wt％時(shí)，1.6mm厚的阻燃PP樣條通過(guò)垂直燃燒Ⅴ-0級(jí)測(cè)試，LOI達(dá)到了