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1、第17卷第3期高分子材料科學(xué)與工程Vol.17,No.32001年5月POLYMERMATERIALSSCIENCEANDENGINEERINGMay2001阻燃型PA6?PP?硅灰石復(fù)合材料a的制備及阻燃機(jī)理研究劉長(zhǎng)生,王琪,夏和生(高分子材料工程國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,四川大學(xué)高分子研究所,四川成都610065)摘要:采用固相力化學(xué)方法制備的聚丙烯接枝羥甲基丙烯酰胺作增容劑,以高效低毒的三聚氰胺三聚氰酸鹽(MCA)作阻燃劑制備了阻燃型硅灰石填充尼龍6?聚丙烯復(fù)合材料,該復(fù)合材料具有很好的力學(xué)和阻燃性能,當(dāng)MCA與聚合物
2、質(zhì)量比為10%時(shí),該復(fù)合材料的極限氧指數(shù)達(dá)到31,拉伸強(qiáng)度為54.1MPa,懸臂梁缺口沖擊強(qiáng)度為59.7J?m。通過(guò)TG和FT2IR分析對(duì)阻燃機(jī)理作了初步的探討。關(guān)鍵詞:尼龍6;聚丙烯;復(fù)合材料;三聚氰胺三聚氰酸鹽中圖分類號(hào):TB332文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):100027555(2001)0320139204尼龍6(PA6)工程塑料具有良好的綜合性步探討。能,廣泛應(yīng)用于汽車、電子電氣、機(jī)械、鐵路、兵[1]1實(shí)驗(yàn)部分器和建筑等領(lǐng)域。聚丙烯(PP)具有耐油及耐1.1原料化學(xué)腐蝕性、易加工、幾乎不吸水、產(chǎn)量大、價(jià)格聚丙烯
3、(PP):T30s,粒度3～4mm,MI低廉等優(yōu)良。PA6與PP共混可以降低材料吸[2,3]3.4g?10min,獨(dú)山子煉油廠產(chǎn)品;J340:韓國(guó)水率和尼龍6的成本。將礦物填料如硅灰石進(jìn)口;尼龍6:巴陵石化公司產(chǎn)品,相對(duì)粘度與PA6、PP共混復(fù)合制備PA6?PP?硅灰石復(fù)3.2;N2羥甲基丙烯酰胺(HMA):天津化工廠合材料,其材料的剛性、尺寸穩(wěn)定性和力學(xué)性能產(chǎn),工業(yè)品,乙酸乙酯重結(jié)晶精制;硅灰石:中國(guó)得到提高,而其線膨脹系數(shù)、成形過(guò)程中的易變[4]非金屬工業(yè)犁樹(shù)公司產(chǎn)品,2000目,3.85Lm;形性、吸水性和生
4、產(chǎn)成本相應(yīng)降低。偶聯(lián)劑KH2550:南京曙光化工廠產(chǎn),工業(yè)品;PA6?PP?硅灰石復(fù)合材料主要用于汽車鈦酸酯偶聯(lián)劑NDZ2201:南京曙光化工廠產(chǎn)電器、電動(dòng)工具等帶電的工作環(huán)境,這些場(chǎng)合若品;ON2330是以聚醚N330為原料經(jīng)氰乙基化有漏電、短路、電弧、電火花等發(fā)生則易引起火和脫氨環(huán)化反應(yīng)制成的端口惡唑啉聚醚:南京化災(zāi)。聚丙烯和尼龍6皆為可燃物,故開(kāi)發(fā)阻燃型工大學(xué)提供;三聚氰胺三聚氰酸鹽(MCA):岳礦物填充尼龍6?聚丙烯復(fù)合材料具有重要意[5,6]陽(yáng)石化總廠研究院提供。義。1.2聚丙烯接枝羥甲基丙烯酰胺的制備我
5、們?cè)鴪?bào)道采用固相力化學(xué)方法制備了聚按文獻(xiàn)[7]和[8]的方法,將N2羥甲基丙烯丙烯接枝羥甲基丙烯酰胺(PP2g2HMA),并以酰胺(HMA)和PP的混合物在磨盤形力化學(xué)PP2g2HMA作增容劑,制備出PA6?PP?硅灰[7～9]反應(yīng)器中碾磨一定次數(shù)后取出,用水作萃取劑石高性能復(fù)合材料。本文在前期工作的基萃取72h以除去未反應(yīng)的HMA,產(chǎn)物經(jīng)抽濾礎(chǔ)上,以高效低毒的氮系阻燃劑三聚氰胺三聚后于60℃真空干燥即為接枝共聚物。采用化學(xué)氰酸鹽(MCA)作阻燃劑制備阻燃型硅灰石填[7,8]滴定方法測(cè)定接枝率。充尼龍6?聚丙烯復(fù)合
6、材料,并對(duì)阻燃機(jī)理作初a收稿日期:2001203201基金項(xiàng)目:國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究與專項(xiàng)經(jīng)費(fèi)(G1999064809)和中國(guó)石化集團(tuán)公司聚酰胺科技開(kāi)發(fā)中心資助項(xiàng)目作者簡(jiǎn)介:劉長(zhǎng)生(1962-),男,博士,副教授.聯(lián)系人:王琪.140高分子材料科學(xué)與工程2001年1.3阻燃型PA6?PP?硅灰石復(fù)合材料的制備mm。將阻燃劑與PA6、PP、PP2g2MAH(或PP21.7力學(xué)性能測(cè)試g2HMA)和經(jīng)偶聯(lián)劑處理的硅灰石按一定比例采用英國(guó)Instron4302型萬(wàn)能材料實(shí)驗(yàn)機(jī)混合后,于100℃真空干燥4h,再用雙螺桿擠按GB
7、?T1040-92測(cè)試試樣的拉伸強(qiáng)度、斷裂出機(jī)在料筒溫度為230～250℃,螺桿轉(zhuǎn)速為伸長(zhǎng)率及楊氏模量。采用吳忠材料試驗(yàn)機(jī)廠55r?min下共混擠出、切粒。粒料經(jīng)干燥后在XJ240A型實(shí)驗(yàn)機(jī)按GB?T1843-1996測(cè)定試注塑成型機(jī)上注塑成標(biāo)準(zhǔn)拉伸和沖擊樣條。樣的懸臂梁缺口沖擊強(qiáng)度。1.4紅外光譜(FT-IR)分析2結(jié)果與討論將阻燃PA6?PP?硅灰石復(fù)合材料樣條切2.1阻燃劑用量對(duì)復(fù)合材料阻燃性能的影響片置于小瓷舟,在己恒定溫度的馬弗爐中熱處理一定時(shí)間,所得樣品用KBr壓片,用NicoletTab.1表明,MC
8、A具有很好的阻燃性能,隨著MCA用量增加,阻燃型硅灰石填充尼龍20SXBFT2IR紅外光譜儀測(cè)定其紅外光譜。6?聚丙烯復(fù)合材料阻燃性能逐漸提高,當(dāng)聚合1.5熱失重分析(TGA)物與MCA的質(zhì)量比為100?10時(shí),即MCA在采用Perkin2ElmerDSC7熱分析儀測(cè)試在復(fù)合體系的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7%時(shí),該復(fù)合體系的極氮?dú)鈿夥罩?25～580℃溫度范圍內(nèi)含有和不限
