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膨脹型硼酸鋅CTOB和有機蒙脫土與Nylon6復合

時間:2020-02-23 17:52:36 點擊:
    Nylon6具有優良的綜合性能,在工程塑料領域占有重要地位。但是,在具有各方面優異性能的同時,Nylon6也具有相對易燃等缺點,這極大地限制了它在某些領域的應用和發展。尤其是電子、電器產品在使用過程中因故障造成溫度過高或高壓放電時,Nylon6極易引起燃燒而發生火災。因此,開發阻燃性能良好的Nylon6顯得迫切而有必要。通過阻燃改性,提高尼龍材料的阻燃性,進而促進相關行業產品向高性能、高質量方向發展,具有重要的實際意義。本文將自制的磷一氮單組份膨脹型硼酸鋅CTOB和有機蒙脫土與Nylon6復合,同時將不同的無機填料和無機硼酸鋅與Nylon6復合制備了阻燃Nylon6復合材料。采用FT-IR,TGA,1H-NMR,31P-NMR,SEM、氧指數、垂直燃燒、錐形量熱儀等手段對Nylon6復合材料進行了表征分析,系統研究無機填料的種類和用量、新型環保氮一磷硼酸鋅用量對Nylon6復合材料的阻燃、力學等性能的影響,比較了二者的阻燃效果。本文的主要結論如下:以季戊四醇、三氯氧磷為原料,合成了優質成炭劑PEPA,然后再與三聚氯氰反應制備了中間體CBTT,并通過紅外光譜、核磁共振波譜對其結構進行了表征。以CBTT和對氨基苯磺酸鈉為原料,制備了磷一氮單組份膨脹型硼酸鋅CTOB,通過紅外光譜、核磁共振波譜對其結構進行了表征,確定了CTOB的結構。通過溶劑類型、反應時間、物料配比、縛酸劑種類對CTOB產率的影響進行了研究并得到了其制備工藝:以丙酮為溶劑,三乙胺為縛酸劑,原料比例為n(CBTT):n(對氨基苯磺酸鈉):n(三乙胺)=1:2.5:2,反應溫度為丙酮沸點溫度,反應時間為4h,CTOB的產率可達71.0070。通過熱重分析研究了CTOB的熱穩定性能,研究發現:CTOB具有良好的成炭性能,500℃時,其殘炭量可達41.7070,CTOB可Nylon6分解前快速分解生成大量的炭保護層,可用于Nylon6的阻燃。以尼龍為基體,主要研究無機填料的類型和用量對Nylon6復合材料的力學性能和阻燃性能的影響??疾炝擞袡C蒙脫土、MCA、滑石粉用量對尼龍吸水率、拉伸度、沖擊強度、熔融指數的影響。在此配方的基礎上,考察了氫氧化鎂、硼酸鋅、銻酸鈉用量對尼龍水率、拉伸強度、沖擊強度、熔融指數、氧指數、垂直燃燒的影響。獲得力學性能和阻燃性能最佳的配方。在第三章基礎配方的基礎上,通過添加無機協效硼酸鋅,考查了不同種類和用量的氫氧化鎂、銻酸鈉和硼酸鋅對Nylon6復合材料力學性能和阻燃性能的影響,并對其阻燃機理進行了探討。測試結果表明,Nylon6復合材料中分別添加氫氧化鎂、銻酸鈉和硼酸鋅后,其吸水率進一步降低,但降低都不太明顯。拉伸強度進一步提高,表明這三種無機填料對Nylon6復合材料都有一定的增強效果。熔融指數略有降低,氧指數提高明顯。添加無機硼酸鋅氫氧化鎂力學性能最佳,并且阻燃性能最好,可以達到V-0級,并順利的通過灼熱絲測試。添加無機硼酸鋅氫氧化鎂力學性能最佳,并且阻燃性能最好,可以達到V-0級,并順利的通過灼熱絲測試。Nylon6是沒有通過550℃的灼熱絲的;只添加無機硼酸鋅而不加氫氧化鎂的Nylon6復合材料的灼熱絲測試只能通過550℃和650℃的性能測試;而協效硼酸鋅氫氧化鎂后,隨著用量的增加,通過灼熱絲測試的級別提高,添加4wt07o氫氧化鎂后,灼熱絲測試可以通過550℃,650℃,750℃,850℃的性能測試,添加6wt%或8wt07o氫氧化鎂后,可以順利通過灼熱絲的各溫度測試試驗。SEM測試結果表明,當沒有添加協同硼酸鋅氫氧化鎂時,在Nylon6基體表面不易形成致密的碳保護層,而當添加協同硼酸鋅氫氧化鎂后,阻燃Nylon6在燃燒的過程中可以在基體表面形成致密的碳層。并對各種成分的阻燃機理進行了探討。www.ipercafone.com

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