红磷阻燃PP/PA6/纳米SiO2复合材料性能的研究

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通过比较不同PP/PA6/纳米SiO2复合材料的性能,分析了PA6、纳米SiO2、增容剂PP-g-MAH或POE-g-MAH对复合材料性能的影响。在聚丙烯基体中加入微胶囊化红磷母粒(MRP)、Mg(OH)2、PA6及反应增容剂PP-g-MAH或POE-g-MAH,通过熔融共混法分别制备了微胶囊化红磷/PP、Mg(OH)2/PP、微胶囊化红磷/Mg(OH)2/PP、微胶囊化红磷/Mg(OH)2/PP/PA6、和微胶囊化红磷/Mg(OH)2/PP/PA6/POE-g-MAH五种无卤阻燃聚丙烯复合体系。实验研究了单独添加微胶囊化红磷或Mg(OH)2时对PP性能的影响,微胶囊化红磷与Mg(OH)2复配阻燃剂对PP性能的影响,PA6用量对微胶囊化红磷/Mg(OH)2/PP/PA6复合体系性能的影响,以及不同共混工艺和POE-g-MAH用量对微胶囊化红磷/Mg(OH)2/PP/PA6/POE-g-MAH复合体系性能的影响。利用了扫描电子显微镜(SEM)、热重分析仪(TGA)、氧指数仪(OI)等现代测试手段对所制得的阻燃材料进行了结构与性能表征。研究结果表明:在聚丙烯基体中单独使用微胶囊化红磷或Mg(OH)2时,虽然能起到阻燃作用,但阻燃效率较低,增加Mg(OH)2用量大大降低材料的力学性能;微胶囊化红磷与Mg(OH)2复配阻燃聚丙烯时具有明显的协同阻燃作用;PA6加入到微胶囊化红磷/Mg(OH)2/PP复合体系中,复合材料的阻燃性能提高,拉伸强度、弯曲强度增加,但断裂伸长率下降;在微胶囊化红磷/Mg(OH)2/PP/PA6/POE-g-MAH复合体系中,随着POE-g-MAH用量的增加,复合材料的韧性得到了明显提高,其阻燃性能影响不大,但拉伸强度有所下降,另外,采用共混工艺为(PP/PA6/POE-g-MAH)/微胶囊化红磷/Mg(OH)2制备的复合材料综合性能最佳。在PP与阻燃聚丙烯复合材料的热分解动力学探讨中,微胶囊化红磷/Mg(OH)2/PP复合体系和微胶囊化红磷/Mg(OH)2/PP/PA6复合体系的热分解反应活化能都比PP的高很多,说明了阻燃聚丙烯复合体系有着更好的阻燃性能和热稳定性能。
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