二乙基次膦酸铝协同含磷有机硅阻燃PA66热分解动力学
2020-04-21邹梦浩罗钟琳乔艺卉王标兵
邹梦浩,罗钟琳,乔艺卉,王标兵
(常州大学材料科学与工程学院,江苏常州 213100)
聚酰胺66 (PA66)是一种重要的工程塑料,其具有许多优异的性能,比如较高的拉伸强度,高延展性,低摩擦系数,良好的耐化学药品性、耐磨性和电绝缘性,以及易加工性等[1]。但是纯PA66材料非常易燃并且在燃烧过程中产生大量滴落,因此,其应用领域受到很大的限制。通过加入含磷阻燃剂,如磷酸酯、缩聚磷酸酯、有机膦酸盐等[2]或协效[3]可以有效地提高材料的阻燃性能[4]。
聚合物的燃烧行为在加入阻燃剂后往往会发生改变,其燃烧行为与热分解反应密切相关,研究聚合物及其阻燃复合材料的热分解动力学对理解其热分解行为和分解机理有重要意义[5-7]。宁娟霞等[8]研究了自制含磷氮及磺酸盐集于一体的SNP阻燃剂对聚碳酸酯(PC)热分解影响,通过Kissinger法(K法)和Flynn-Wall-Ozawa法(FWO法)计算,其分解活化能相对纯PC分别降低9.9%和9.0%,而且促进了氮气氛围下的成炭,成炭量增加28%,提高了PC的阻燃性能。对聚合物热分解动力学研究有许多方法,比如K法[9-11],FWO法[12],Coats-Redfern法[4,13]和Freeman-Carroll法[14]等。
笔者利用热失重(TG)分析仪研究了阻燃PA66在N2氛围下的热稳定性,采用K法和FWO法计算了阻燃PA66的热分解活化能等参数,并进一步采用Coats-Redfern法研究了材料的热分解动力学函数和机理。
1 实验部分
1.1 主要原料
PA66粒料:Zytel 101L NC010,美国杜邦公司;
二乙基次膦酸铝(AlPi):OP1240,白色粉末,粒径为10~20 μm,磷质量分数为23%~24%,德国科莱恩公司;
多聚苯磷酰硅油(PPSO):双羟丙基硅油与苯基磷酰二氯反应产物,透明油状液体,自制。
1.2 主要设备与仪器
密炼机:US-70C型,常州苏研科技有限公司;……
