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磷酸盐玻璃(Pglass)由磷氧四面体和金属阳离子通过配位键构成,具有较低的玻璃转变温度(Tg)及优异的加工性能。本文先以氧化亚锡(SnO)和五氧化二磷(P205)制备亚锡磷酸盐玻璃(SPglass),再进一步与三聚氰胺(MEL)通过离子键结合形成三聚氰胺磷酸盐玻璃(MEPglass),用于PA6的结晶与流变性能改性,以及与二乙基次膦酸铝(AlPi)复配协效阻燃PA6。本文实现了 Pglass在阻燃高分子方面的应用,拓宽了Pglass的应用领域。本文以氧化亚锡和五氧化二磷为原料,在不同温度、时间和摩尔比下熔融制备系列不同Tg的SPglass。研究表明提高熔融温度、延长熔融时间以及增加SnO的摩尔百分数将提高SPglass的Tg;随着原料中SnO摩尔百分数的增加,SPglass结构中的桥氧键(P-O-P)减少,磷氧四面体短链和Sn2+配位后的SPglass具有更好的稳定性。综合稳定性和Tg参数,最终选取摩尔比为50:50的SnO和P2O5在500℃C下熔融60 min得到的SPglass,与MEL通过离子结合后的产物MEPglass用于PA6的改性。在2～30wt%之间改变MEPglass的质量百分数,与PA6熔融共混制备了系列PA6/MEPglass复合材料。研究表明MEPglass能降低PA6的熔融温度(Tm)、结晶温度(Tc)和结晶度(Xc),延长半结晶时间(t1/2)。添加10wt%MEPglass,使PA6的Tm从221.5℃降低到 219.4℃,Tc从 187.2℃降到 182.1℃C,Xc 从 29.5%降低到 26.8%,t1/2从0.38 min提高到0.44 min。MEPglass能减弱PA6分子间的氢键作用,从而降低PA6的复数粘度和模量,添加10 wt%MEPglass后,PA6的复数粘度(角频率1.0 rad/s时,后同)从469.0 Pa-s下降到76.4 Pa-s;储能模量从25.7 Pa下降到5.4 Pa,损耗模量从466.1 Pa下降到75.8 Pa。将MEPglass与AlPi复配,用于PA6的无卤阻燃。单独添加13 wt%AlPi使PA6(PA6/AlPi-13)达到 UL-94 [email protected] mm 阻燃等级,而添加 0.5 wt%MEPglass 和 9 wt%AlPi即可使PA6达到上述阻燃等级,其中AlPi的添加量下降了 30.8%。对比阻燃体系PA6/AlPi-13 和 PA6/AlPi-9.5/MEPglass-0.5(其中 AlPi 添加量为 9.5 wt%,MEPglass 添加量为0.5 wt%)的锥形量热测试数据,后者的总热释放量下降,烟雾释放速率峰值从41.2(m2/s)/m2提高到68.8(m2/s)/m2。通过X射线能谱、热红联用分析可知,MEPglass能与AlPi中的铝元素结合,同时促进AlPi生成更多的含磷自由基,提高AlPi的阻燃效率,使其更好地发挥气相阻燃作用。此外,PA6/AlPi-9.5/MEPglass-0.5的拉伸强度比PA6/AlPi-13提高了 8.5%,熔体流动速率提高了 13.3%。