三嗪膨脹阻燃聚乳酸的制備及其性能研究.pdf

1、聚乳酸(PLA)具有良好的生物相容性，力學(xué)性能高等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛的應(yīng)用于醫(yī)療衛(wèi)生，包裝材料，建筑材料和汽車工業(yè)等領(lǐng)域。但是PLA極易燃燒，且燃燒時(shí)產(chǎn)生大量的熔滴，極易引發(fā)火災(zāi)，極大的限制了PLA材料的應(yīng)用，因此對(duì)PLA材料的阻燃性能研究具有重大的意義。膨脹阻燃劑(IFR)具有低煙、無毒、抗熔滴等優(yōu)點(diǎn)而被應(yīng)用于聚乳酸的阻燃，但其仍然存在阻燃效率低、相容性差等缺點(diǎn)。
　　本論文首先將實(shí)驗(yàn)室自制的成炭發(fā)泡劑(CFA)與聚磷酸銨(APP)及

2、硅樹脂復(fù)配成IFR并用于PLA的阻燃。結(jié)果表明:當(dāng)APP與CFA的質(zhì)量比為5∶1，IFR添加量為15 wt％時(shí)，材料通過UL-94Ⅴ-0級(jí)，LOI值達(dá)到33.5％。TGA測(cè)試表明，IFR的加入使得材料的起始熱降解溫度降低，但在800℃時(shí)的殘?zhí)苛坑辛嗣黠@的增加。CONE測(cè)試結(jié)果表明，與純PLA材料相比，阻燃PLA材料的燃燒參數(shù)，如總熱釋放量(THR)和熱釋放速率(HRR)等都有了明顯的降低。IFR的加入使得燃燒后炭層表面更加的連續(xù)致密均勻

3、，且磷、氮和硅的含量明顯增加，形成的炭層很好的保護(hù)了內(nèi)部的材料，從而提高了材料的阻燃性能。
　　為進(jìn)一步提高三嗪膨脹阻燃劑對(duì)PLA材料的阻燃效率，本論文選取了具有很好氣相阻燃作用的次磷酸鋁(AHP)與IFR復(fù)配用于PLA材料的阻燃。結(jié)果表明:當(dāng)AHP與IFR的質(zhì)量比為1∶6，阻燃劑的添加量為9wt％時(shí)，PLA/IFR/AHP體系通過UL-94Ⅴ-0級(jí)，LOI值達(dá)到了31.2％，表明AHP同IFR對(duì)PLA材料具有良好的協(xié)效阻燃作用。

4、TGA測(cè)試表明，同PLA/IFR材料相比，PLA/IFR/AHP體系的最大熱降解速率有了明顯的下降，同時(shí)提高了材料在800℃的殘?zhí)苛?。CONE測(cè)試結(jié)果表明，材料的THR和HRR的燃燒數(shù)值也有了明顯的下降，燃燒后形成的炭層表面更加連續(xù)致密，炭層表面的碳及磷含量有所提高。
　　上述體系中，由于阻燃劑的加入，使得PLA材料的力學(xué)性能降低。為了使PLA材料獲得優(yōu)異阻燃性能的同時(shí)，又能保持較好的力學(xué)性能，本論文選取了竹炭纖維(BPC)作為增

5、強(qiáng)劑，將其與IFR復(fù)配添加到PLA材料中制備阻燃PLA材料。結(jié)果表明:當(dāng)BPC的添加量為5wt％，IFR的添加量為10 wt％時(shí)，PLA/IFR/BPC體系通過UL-94Ⅴ-0級(jí)，LOI值達(dá)到了31.6％。TGA測(cè)試表明，與添加相同份數(shù)的PLA/IFR體系相比較，材料的起始熱降解溫度有所降低，同時(shí)BPC的加入使得材料在800℃的殘?zhí)苛康玫教岣?。CONE測(cè)試結(jié)果表明，BPC的加入，降低了PLA/IFR/BPC材料的THR、HRR的燃燒數(shù)值