PBT/TPU/DOPO-MA阻燃复合材料的制备及性能

发布时间：2022-01-20 12:50

　　通过使用9,10-二氢-9-氧杂-10-磷朵菲-10-氧化物（DOPO）和马来酸酐反应合成制备DOPO衍生物阻燃剂DOPO-MA,并且其结构使用傅里叶红外光谱分析（FTIR）和核磁共振氢谱分析（1H NMR）技术进行表征。将阻燃剂与聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）和热塑性聚氨酯（TPU）熔融共混以制备PBT/TPU/DOPO-MA阻燃复合材料。通过运用锥形量热、UL-94、极限氧指数（LOI）、热重分析（TGA）、差热分析（DSC）和力学测试,研究了阻燃剂对复合材料的性能影响。测试结果表明,PBT/TPU/DOPO-MA复合材料具有良好的阻燃性能,加入10%DOPO-MA后,LOI从23.2增加到31.6,可达到UL-94 V-1等级,热释放率峰值（PHRR）和最大成热辐射速率（MAHRE）值降低;热重分析测试结果表明,添加DOPO-MA可以使得阻燃复合材料的热稳定性有显著的提高,当加入10%DOPO-MA后,残炭量可从6.87增加到14.36。此外,随着DOPO-MA含量的增加,阻燃复合材料的结晶度可得到一定的提高。 

【文章来源】：化工进展. 2020,39(08)北大核心EICSCD

【文章页数】：9 页

【部分图文】：

DOPO-MA的核磁共振氢谱图

如图6所示，在CCT后可以获得PBT/TPU/DOPO-MA阻燃复合材料的炭层，燃烧后可形成丰富的残余物，并随着DOPO-MA含量的增加，炭层逐渐增加。这可能是因为随着DOPO-MA含量增加，使它产生了更多的酸性磷酸反应性基团，并可逐步形成更加致密的炭层。为了进一步观察炭层形貌，通过SEM来观察PBT/TPU/DOPO-MA阻燃复合材料燃烧后炭层的微观结构，如图7为不同DOPO-MA含量PBT/TPU/DOPO-MA阻燃复合材料的放大500倍的SEM照片。从图7(a)～(c)中可以看出，当DOPO-MA的添加量为0～7.5%时PBT/TPU/DOPO-MA阻燃复合材料残炭样品的内表面充满大量孔洞和气泡，这可能是单纯的PBT/TPU复合材料燃烧时，TPU在高温下分解产生含氮元素的小分子气体释放进而留下孔洞，而阻燃剂DOPO-MA的加入促进了炭层的形成，坚硬的炭层抑制了内部热量和气体的释放，同时DOPO-MA可能与TPU发生作用在内部产生气体留下了孔洞所致。从图7(d)可知阻燃复合材料在燃烧后可形成较为致密没有孔洞的炭层，这可能是随着阻燃剂DOPO-MA增加到10%含磷化合物增加，在高温条件下脱水能形成较多的聚磷酸类物质炭层，炭层也就相对比较密集。2.4 DOPO-MA对PBT/TPU/DOPO-MA阻燃复合材料结晶性能的影响

DOPO-MA的合成

【参考文献】：
期刊论文
[1]聚对苯二甲酸丁二醇酯改性研究进展[J]. 白桢慧,苏婷婷,李萍,王战勇.  化工新型材料. 2018(09)
[2]PBT/TPU/氧化石墨烯三元共混物的制备及性能[J]. 肖文强,夏元梦,严磊,黄欢,陈林,卞军.  弹性体. 2018(03)
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本文编号：3598857