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随着高分子材料的广泛应用以及人们环保意识的不断增强,无卤阻燃成为阻燃剂发展的必然趋势。阻燃技术不断进步,膨胀型阻燃体系(IFR)发展为深具潜力的含卤阻燃剂的替代品。IFR常由酸源,碳源和气源三要素组成,传统的膨胀型阻燃体系通常采用磷酸酯类化合物作为酸源,导致阻燃体系具有易吸水的缺点,这严重限制了高分子材料的应用,寻找合适的酸源替代物是一项有意义而重要的工作。
DOPO是一种新型阻燃剂中间体,DOPO及其衍生物合成的阻燃剂具有无卤、无烟、无毒,不迁移,阻燃性能持久等优点。本论文中用DOPO做为酸源合成两种膨胀型阻燃剂,克服了膨胀阻燃剂易吸水的缺点;由于硅化合物能与磷元素产生协同阻燃作用,我们将有机硅元素与膨胀型阻燃体系的三要素结合到一个大分子中,得到较好的阻燃效果。
本论文主要包含两部分工作:合成了DOPO衍生物类膨胀型阻燃剂,并对中间体和阻燃剂进行了结构表征;研究了合成的阻燃剂对PC/ABS阻燃性能以及热性能的影响。
一. DOPO 衍生物类膨胀型阻燃剂的合成及结构表征:
以DOPO、丙烯酸、PDMS、HD-103 或DB902 出发合成出以DOPO 作为酸源的膨胀型阻燃剂(FRⅠ和FRⅡ),用FTIR、NMR、MS 等对中间体DPA 和阻燃剂进行了结构表征分析;通过在氮气和空气中的TGA分析,对阻燃剂的热性能进行了研究,阻燃剂在高温下有较好稳定性,800℃时可以获得较高的成炭率。
二. 阻燃剂对PC/ABS 阻燃性能以及热性能的影响:
将合成的阻燃剂与PC/ABS 共混制成阻燃PC/ABS 样品,LOI 和CONE测试结果表明阻燃剂能够很好地起到阻燃作用。TGA 结果表明,阻燃剂的加入提高了PC/ABS 高温下的热稳定性。LOI、TGA、SEM 和CONE的测试结果表明,阻燃剂在凝聚相和气相阻燃中同时发挥作用。