【摘要】：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,高分子材料得到蓬勃發(fā)展,也越來越廣泛的被應(yīng)用到人們?nèi)粘Ｉ詈凸I(yè)生產(chǎn)中。然而,絕大部分的高分子材料都屬于易燃材料,對(duì)人們的安全構(gòu)成很大威脅,限制了高分子材料的應(yīng)用。因此,對(duì)高分子材料所具有的可燃燒性以及阻燃高分子材料的研究具有非常重要的意義。聚對(duì)苯二甲酸丙二醇酯(PTT)作為新型聚酯材料,易燃性很大的限制了其應(yīng)用范圍。為了改善PTT樹脂的阻燃性能,對(duì)其進(jìn)行阻燃研究。本文分別使用膨脹型阻燃劑EPFR-300A,氮系阻燃劑三聚氰胺氰尿酸鹽(MCA),磷系阻燃劑二乙基次膦酸鋁(ADP),通過雙螺桿擠出機(jī)進(jìn)行共混,對(duì)PTT樹脂進(jìn)行阻燃改性研究。在前期的實(shí)驗(yàn)中,阻燃劑的添加使PTT材料力學(xué)性能下降嚴(yán)重,需要使用馬來酸酐接枝聚烯烴彈性體(POE-g-MAH)和聚烯烴彈性體(POE)對(duì)PTT樹脂進(jìn)行增韌改性,提升PTT材料力學(xué)性能,然后再對(duì)PTT進(jìn)行阻燃改性研究。通過對(duì)比材料力學(xué)性能的變化,結(jié)果表明,增韌劑POE和POE-g-MAH的添加提高了PTT樹脂的綜合力學(xué)性能,質(zhì)量分?jǐn)?shù)相同時(shí),POE-g-MAH對(duì)PTT樹脂的增韌效果要優(yōu)于POE,且POE-g-MAH質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7%時(shí),綜合力學(xué)性能最佳。分別使用EPFR-300A、MCA和ADP為阻燃改性劑,對(duì)PTT樹脂進(jìn)行阻燃改性。通過熱重分析儀TGA、掃描電子顯微鏡SEM、示差掃描量熱儀DSC、力學(xué)性能等研究了增韌劑和阻燃劑對(duì)PTT樹脂阻燃性能、熱學(xué)性能和力學(xué)性能的影響。通過SEM、EDS能譜和熱重紅外聯(lián)用(TG-IR)測試討論其阻燃機(jī)理。阻燃測試結(jié)果表明,添加相同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增韌劑,EPFR-300A質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到20%時(shí)、MCA質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到20%時(shí)和ADP質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到10%時(shí),阻燃PTT材料阻燃性能最佳,極限氧指數(shù)(LOI)分別達(dá)到28.0%、24.9%和30.0%,垂直燃燒阻燃等級(jí)都達(dá)到UL94 V-0級(jí)。各阻燃PTT材料綜合力學(xué)性能均有所下降,但主要的拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度變化不大,不影響PTT樹脂的應(yīng)用。EPFR-300A和ADP與PTT樹脂相容性良好,但MCA與PTT的相容性較差。阻燃機(jī)理研究結(jié)果表明,EPFR-300A主要通過在凝聚相生成膨脹碳層發(fā)揮阻燃作用,MCA主要通過生成大量氣體在氣相發(fā)揮阻燃作用,ADP主要通過生成自由基捕捉劑和致密碳層在氣相和凝聚相上發(fā)揮阻燃作用。最后,實(shí)驗(yàn)中將5%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的ADP、10%質(zhì)量分?jǐn)?shù)的MCA和1%的聚四氟乙烯作為抗滴落劑進(jìn)行復(fù)配,對(duì)PTT樹脂進(jìn)行阻燃改性,通過測試復(fù)合材料的阻燃性能和力學(xué)性能,研究兩種體系阻燃劑對(duì)PTT樹脂的協(xié)同阻燃作用。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,復(fù)配體系阻燃PTT材料的阻燃等級(jí)達(dá)到UL94 V-0級(jí),LOI達(dá)到26.9%,阻燃性能要優(yōu)于單純添加MCA阻燃劑,力學(xué)性能要優(yōu)于單純添加ADP阻燃劑,復(fù)配體系在保證了其阻燃效果和力學(xué)性能的同時(shí),降低了阻燃PTT材料的應(yīng)用成本。
[Abstract]:With the development of science and technology, polymer materials have been developed rapidly, and widely used in people's daily life and industrial production. However, most of the polymer materials are flammable materials, which pose a great threat to the safety of people and limit the application of polymer materials. Therefore, it is of great significance to study the flammability of polymer materials and the flame retardant polymer materials. Poly (propylene terephthalate) (PTT) is a new type of polyester material, and its flammability limits its application. In order to improve the flame retardancy of PTT resin, the flame retardancy of PTT resin was studied. In this paper, the intumescent flame retardant EPFR-300A, nitrogen flame retardant, melamine cyanurate, (MCA), phosphorous flame retardant, aluminum diethylphosphonate (ADP), was blended by twin-screw extruder to study the flame retardant modification of PTT resin. In the previous experiment, the mechanical properties of PTT materials decreased seriously with the addition of flame retardant, and it was necessary to toughen and modify PTT resin with maleic anhydride grafted polyolefin elastomer (POE-g-MAH) and polyolefin elastomer (POE). The mechanical properties of PTT were improved, and then the flame retardant modification of PTT was carried out. By comparing the changes of mechanical properties of materials, the results show that the addition of toughening agents POE and POE-g-MAH improves the comprehensive mechanical properties of PTT resin. When the mass fraction is the same, the toughening effect of POE-g-MAH on PTT resin is better than that of POE,. When the mass fraction of POE-g-MAH is 7, the comprehensive mechanical properties are the best. EPFR-300A,MCA and ADP were used as flame retardant modifiers to modify the flame retardant of PTT resin. The effects of toughening agents and flame retardants on the flame retardancy, thermal and mechanical properties of PTT resin were studied by means of TGA, scanning electron microscope (TGA,) scanning electron microscope (SEM), SEM, differential scanning calorimeter (DSC,), mechanical properties and so on. The flame retardant mechanism was discussed by SEM,EDS spectroscopy and thermogravimetric infrared spectroscopy (TG-IR). The flame retardant test results showed that when the toughening agent with the same mass fraction was added, when the mass fraction of EPFR-300A reached 20, the mass fraction of MCA reached 20 and the mass fraction of ADP reached 10, the flame retardant PTT material had the best flame-retardant properties. The limiting oxygen index (LOI) reached 28.0g% and 30.0%, respectively, and the vertical combustion flame retardant grade reached UL94 V-0 grade. The comprehensive mechanical properties of all flame retardant PTT materials decreased, but the main tensile strength and flexural strength did not affect the application of PTT resin. The compatibility of EPFR-300A and ADP with PTT resin was good, but the compatibility between MCA and PTT was poor. The results of flame retardant mechanism show that EPFR-300A plays a flame-retardant role mainly through the formation of intumescent carbon layer in condensed phase, and MCA plays a flame-retardant role mainly by generating a large number of gases in the gas phase. ADP plays a flame-retardant role in gas phase and condensed phase mainly through the formation of free radical trapping agent and dense carbon layer. Finally, 5% ADP,10% MCA and 1% PTFE were used as anti-dropping agent to modify the flame retardant of PTT resin. The flame retardance and mechanical properties of the composites were tested. The synergistic flame retardant effect of two flame retardants on PTT resin was studied. The experimental results show that the flame retardant grade of the composite PTT is UL94 V-0, LOI is 26.9, the flame retardancy is better than that of MCA, and the mechanical property is better than that of ADP. The composite system not only guaranteed the flame retardant effect and mechanical properties, but also reduced the application cost of flame retardant PTT material.
【學(xué)位授予單位】：吉林化工學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TQ323.41

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8 趙s，

本文編號(hào)：2364327