三聚氰胺聚磷酸鹽阻燃玻纖增強(qiáng)尼龍6及尼龍66的研究

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1、聲明聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。據(jù)我所知,除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外,論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的研究成果,也不包含為獲得四川大學(xué)或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書(shū)而使用過(guò)的材料。與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說(shuō)明并表示謝意。本學(xué)位論文成果是本人在四川大學(xué)讀書(shū)期間在導(dǎo)師指導(dǎo)下取得的,論文成果歸四川大學(xué)所有,特此聲明。75學(xué)位論文作者簽名:指導(dǎo)教師簽名:2007年月日摘要三聚氰胺聚磷酸鹽阻燃玻纖增強(qiáng)尼龍6及尼龍66的研究專(zhuān)業(yè)材料學(xué)學(xué)生王章郁指導(dǎo)教師王琪教授采用自制磷.氮復(fù)

2、合型阻燃劑三聚氰胺聚磷酸鹽(MPP)及改性固體酸阻燃玻纖增強(qiáng)尼龍66(GFPA66)及玻纖增強(qiáng)尼龍6(G珊IA6)材料,考察了影響材料阻燃性能、力學(xué)性能和加工性能的因素,研究了不同阻燃體系的阻燃機(jī)理,為具有“燭芯效應(yīng)”的GFPA材料的無(wú)鹵阻燃提供了新技術(shù)。所制備的阻燃GFPA材料可通過(guò)UL941.6mmV-0阻燃級(jí)別測(cè)試,力學(xué)性能良好,具有較好的應(yīng)用前景。以強(qiáng)極性有機(jī)胺為反應(yīng)介質(zhì),通過(guò)三聚氰胺(ME)與多聚磷酸(P}mO)成鹽反應(yīng)一步法合成MPP,用于阻燃GFPA66材料??疾炝朔磻?yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度、加科方式等合成條件對(duì)MPP阻燃GFPA66材料阻燃性能和力學(xué)

3、性能的影響,確定了最佳工藝參數(shù)。制備了綜合性能優(yōu)良的阻燃增強(qiáng)GFPA66材料,在MPP添加量為25wt%時(shí),可使30wt%玻纖增強(qiáng)的PA66阻燃性能達(dá)到UL941.6ramV-O級(jí),力學(xué)性能良好,拉伸強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度分別達(dá)120MPa和6.7kJ/m2。在此基礎(chǔ)上通過(guò)熱重(TG)分析等手段研究了此阻燃體系的阻燃機(jī)理。以水為反應(yīng)介質(zhì),通過(guò)ME與磷酸成鹽反應(yīng)生成三聚氰胺磷酸鹽(h口)。然后熟聚合生成MPP,同時(shí)采用自制的固體酸作為協(xié)效劑阻燃GFPA6,可顯著提高材料的阻燃性能。為克服固體酸與PA6基體樹(shù)脂的相容性較差,易催化PA6降解等缺點(diǎn),采用含胺基的大分子成炭

4、劑對(duì)小分子固體酸進(jìn)行包覆后(包覆固體酸TES)再協(xié)同MPP阻燃GFPA6材料。大分子成炭劑的引入,一方面可提高小分子固體酸與PA6基體之間的相容性,同時(shí)通過(guò)四JII大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文隔離作用避免了PA6基體與小分子固體酸之間的直接接觸,可有效提高阻燃材料的力學(xué)性能;另一方面,大分子成炭劑可進(jìn)一步增加體系殘?zhí)苛浚纳铺繉淤|(zhì)量,有利于形成更為致密、結(jié)實(shí)的炭層,同時(shí)減緩材料燃燒過(guò)程,降低熱釋放速率,另外,大分子成炭劑還可附著在玻纖表面隔離玻纖和PA6基體,有利于消除玻纖的“燭芯效應(yīng)”,從而大幅度提高材料阻燃性能。實(shí)驗(yàn)證明,添加3wt%的TES與MPP協(xié)同阻燃GF

5、PA6材料,即可使所得材料可UL941.6ramV-0阻燃級(jí)別,拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率、彎曲強(qiáng)度和沖擊強(qiáng)度分別為104.2MPa、5.0%、162.7MPa和4.3kJ/m2,熔體熔融指數(shù)為23.7∥10min,是一種綜合性能優(yōu)良,應(yīng)用價(jià)值較大的阻燃增強(qiáng)PA6材料。采用透射電鏡(TEM)、熱重(TG)分析、掃描電鏡(sEM)等手段對(duì)復(fù)合協(xié)效劑TES的包覆結(jié)構(gòu)、玻纖表面形貌、材料的熱失重行為、材料燃燒后殘余炭層的形態(tài)等進(jìn)行了表征,研究了該體系的協(xié)效阻燃機(jī)理。關(guān)鍵詞:無(wú)鹵阻燃,尼龍,玻纖,增強(qiáng),三聚氰胺聚磷酸鹽,協(xié)效作用,大分子成炭劑ABSTRACTStudyon

6、theflameretardaneeofglassfiberreinforecedpolyamide6andpolyamide66bymelaminepolyphosphateDiscipline:MaterialsScienceAuthor:ZhangyuWangSupervisor:Prof.QiWangInthispaper,melaminepolyphosphatetMPP),akindofnitrogen—phosphotlrotlscompositeflameretardant,wasusedforflameretardingglassfiber

7、reinforcedpolyamide66(GFPA66)andpolyamide6(GFPA6),andthea岱ectmgfactorsontheflameretardancy,mechanicalperformanceandproccssabilityoftheobtainadmaterialswereinvestigatad.Theflamerctardantmechanismofdifferentsystemswcrealsoanalysed,p刪dingtheexperimentalandtheoreticalbasisforhalogen-fr

8、eeflameretardenceofpolymer

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