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本文针对聚乙烯易燃烧的缺点,从当前研究较为活跃的膨胀型阻燃剂(IFRs)设计技术入手,设计并合成了两种阻燃剂与聚磷酸铵(APP)和有机海泡石配合使用,表现出较好的阻燃性和协效性。
本文主要研究内容如下:
1.用二甲苯做溶剂,二氯磷酸苯酯与二乙烯三胺共聚合成了二氯磷酸苯酯-二乙烯三胺共聚物(PDDT)阻燃剂。采用正交设计方法对物料摩尔比、反应温度、溶剂用量进行了考察。结果表明:最佳n(二乙烯三胺)∶n(二氯磷酸苯酯)=1.21∶1,最佳反应温度为100~110℃,溶剂用量为50mL,反应时间9h,最高产率72.4%。通过FTIR、1HNMR对PDDT的分子结构进行了表征,并通过TGA考察了其热稳定性。当ω(APP)=10%,ω(PDDT)=15%应用与低密度聚乙烯(LDPE),可使氧指数达到26,垂直燃烧达到UL94 V-0级,满足了聚烯烃电线电缆及管材的阻燃要求。
2.以3,9-二氯2,4,8,10-四氧杂-3,9-二磷杂螺环[5.5]3,9-二氧十一烷(SPDPC)与己二胺,在氮气保护下采用熔融聚合法合成了一种新型膨胀型阻燃剂螺环磷酸酯己二胺共聚物(SPHD);通过测试特性粘度确定了最佳合成条件:反应温度165℃,n(SPDPC)∶n(己二胺)=1∶1.1,反应时间约4小时,产率达84%;FTIR、1H-NMR对共聚物进行了结构表征,利用热分析法对SPHD的热稳定性进行了分析,结果表明SPHD有很高的热稳定性和很好的成炭效果。
3.海泡石(SP)经有机插层改性处理,应用于阻燃LDPE/IFRs体系,可以有效提高体系力学性能及阻燃性能。文中利用FT-IR、SEM、XRD等测试手段对改性处理前后的海泡石进行了表征分析。通过对LDPE/IFR/SP复合阻燃体系及其燃烧后的炭层进行TG/DTA、FT-IR、XRD等测试,进一步分析探讨了该复合阻燃体系的阻燃机理。