论文摘要
聚酰胺（PA）是一种重要的工程塑料，被广泛应用于光纤、汽车制造和电器领域。玻纤增强尼龙PA66具有强度高、尺寸稳定性好、耐热性和耐化学药品性好等特性而得到广泛的应用，但其易燃的缺点限制了其应用范围，尤其在电子和通讯等领域。因此，玻纤增强PA66的热稳定性和阻燃性一直是我们首要考虑的问题。本实验以三聚氰胺、磷酸和金属氧化物为原料，水做溶剂，合成了金属离子改性三聚氰胺磷酸盐，经过300℃下高温聚合，最终制备出新型阻燃剂—金属改性三聚氰胺聚磷酸盐。采用喹钼柠酮法和原子分光光度法分别测定了阻燃剂的磷含量和金属离子含量，磷含量在12.8％左右，金属离子含量分别为：Zn1.86％，Cu1.79％，Mg0.72％。采用热分析仪研究了阻燃剂的热降解行为，研究表明新型阻燃剂比MPP有更高的热稳定性。采用XRD和SEM表征了新型阻燃剂的晶体结构，Zn-MPP为一针状晶体，MPP、Cu-MPP和Mg-MPP均为片状晶体。以PA66树脂、玻璃纤维、阻燃剂以及加工助剂为原料按照不同的比例采用双螺杆挤出造粒、注塑的方法制备了阻燃玻璃纤维增强PA66复合材料，并对其力学性能、结构形态、热降解行为、阻燃性能以及非等温结晶行为进行了测试和表征。力学性能数据表明：阻燃剂的加入降低了GFPA66的拉伸强度、弯曲强度和悬臂梁缺口冲击强度。添加量的不同，对材料的力学性能影响不同，MPP随着添加量的增加，力学性能变化不大；Zn-MPP和Cu-MPP的阻燃体系呈现先升后降的趋势，添加20％时，达最大值；Mg-MPP的阻燃体系呈现下降趋势；经过KH550改性的Zn-MPP的阻燃体系具有优异的力学性能。SEM图显示，Mg-MPP和MPP在树脂中分散较差，有团聚的倾向；Zn-MPP均匀分散在树脂中，而经过KH550改性的Zn-MPP大大提高了与树脂的相容性。Cu-MPP与GFPA66相容性最好，看不到阻燃剂颗粒。阻燃性能测试表明：当阻燃剂的添加量为25％时，阻燃GFPA66均达到UL94V-0级（1.6mm），其中Cu-MPP的阻燃效果最佳，当添加20％时，材料便达到UL94V-0级（3.2mm），LOI为34.2。阻燃效果依次为：Cu-MPP＞Zn-MPP＞MPP＞Mg-MPP。TGA结果表明：阻燃剂的加入使得GFPA66热分解温度提前，残炭量增加。非等温结晶行为表明：阻燃剂在GFPA66中起到成核剂的作用，提高了材料的结晶能力。添加Zn-MPP的阻燃体系，结晶度高于添加MPP和其他金属离子改性MPP的体系。阻燃GFPA66复合材料的非等温结晶动力学不符合修正Avrami方程，却很好地符合了刘结平—莫志深方程。
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标签：金属离子论文; 改性论文; 三聚氰胺聚磷酸盐论文; 玻璃纤维增强论文; 阻燃论文;