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玻纤增强尼龙6(GFPA6)是一种具有优良综合性能的工程材料,但由于“烛芯效应”导致材料比尼龙6(PA6)更易燃烧,且产生大量带焰熔滴,限制了其在电子电气、交通运输、办公自动化等领域的应用。有机次膦酸盐作为一种用于GFPA6高效无卤阻燃剂,合成工艺路线复杂且成本较高。而低成本的次磷酸盐与有机次膦酸盐结构相近,存在阻燃效率不够理想、与PA6的相容性较差以及加工稳定性不好等缺点。针对以上问题,采用微胶囊化技术制备了三种具有囊芯结构的微胶囊化次磷酸盐,并将其应用于阻燃GFPA6,主要研究内容和结果如下:制备了三种囊芯为次磷酸盐,囊壁为多元环氧化合物固化物的阻燃剂三环氧丙基异氰尿酸酯微胶囊化次磷酸铝(T-AlHP)、三环氧丙基异氰尿酸酯微胶囊化次磷酸铝(T-CaHP)及E-51双酚A型环氧树脂微胶囊化次磷酸铝(E-AlHP),采用FT-IR、TEM、XPS及TG对其结构及热稳定性进行了表征。结果表明,三种产物形成了明显的囊芯结构,提高了其加工稳定性,热失重5%的温度均在300℃以上,满足了GFPA6的加工要求。通过ATR-FTIR优化了三种产物的制备工艺条件,得到了各自较佳的反应配比。将T-AlHP、T-CaHP及E-AlHP分别与三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)、三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)及乙二胺双环四甲叉膦酸三聚氰胺盐(EAPM)进行复配,同时在体系中加入少量硅烷偶联剂KH-560,通过垂直燃烧实验、TG、力学性能测试及SEM考察了各复配体系阻燃玻纤(30wt%)增强PA6的阻燃性能、热降解性能、力学性能及相容性。结果表明,当T-AlHP添加20wt%,KH-560添加1wt%时,材料阻燃性能最好,可达UL94V-0级(1.6mm),同时拉伸强度为139.36MPa,相对纯GFPA6提高了 10.81%,但缺口冲击强度下降至7.3kJ/cm2。而添加20wt%T-CaHP,1wt%KH-560后,阻燃材料虽达不到UL 94评级,但阻燃材料的缺口冲击强度提高至10.84 kJ/m2。不论是在空气和氮气氛围中,三种复配体系的加入都降低了GFPA6的起始分解温度,同时大大提高了残余质量,且三种复配体系中只有T-CaHP/MPP体系体现出一定的协同阻燃作用。断面SEM分析结果表明,三种阻燃剂在加工过程均未出现团聚现象。结合裂解气相色谱-质谱分析、炭层SEM分析以及炭层元素分析探讨了微胶囊化次磷酸盐阻燃GFPA6的阻燃机理。结果表明,单独添加三种微胶囊化次磷酸盐的阻燃材料的气相裂解产物中均没有出现含磷化合物,而残余炭层中磷元素几乎没有损失,且材料的阻燃效果与炭层形貌体现出相关性,可以说明微胶囊化次磷酸盐阻燃GFPA6的阻燃机理主要是基于成炭的凝聚相机理。通过Kissinger法、FWO法及Starink法对阻燃材料进行了非等温热氧降解动力学研究。结果表明,三种微胶囊化次磷酸盐均在一定程度上改变了 GFPA6的热分解历程,起到了促进PA6成炭的作用。