近来有大量的研究表明,含硅化合物无论是作为聚合物的添加剂还是与聚合物组成共混物,都具有优良的阻燃作用[ ]。其中有机硅阻燃剂是一种新型的无卤阻燃剂,不仅高效、环境友好,而且具有防熔滴、低毒和抑烟的优点。有机硅聚合物的主链由-Si-O-键构成,具有很好的热稳定性,燃点大多在300℃以上。有机硅阻燃剂的添加不会对聚合物的力学性能和加工性能产生太大的影响。有机硅阻燃剂性能优异又环保,在无卤阻燃领域具有非常大的发展潜力。目前运用较多的有机硅阻燃剂主要是聚硅氧烷,有机硅阻燃方法包括添加型和反应型两种。反应型就是将含有特定基团的聚硅氧烷链段嵌入到一些聚合物中[ ]。例如,先将带环氧基的聚硅氧烷与环氧树脂混合,再通过固化该混合体系使硅在高聚物相内的质量分数达到9% 以上, 使得材料具有优异的阻燃性和较高的成炭率[ ]。
一般认为有机硅阻燃剂阻燃是按凝聚相阻燃机理,即在燃烧时,有机硅阻燃剂会富集到聚合物的表面,生成有机硅阻燃剂特有的无机绝氧隔热保护层,既达到了高效阻燃的目的,又具有低毒低烟的优点[ ]。在研究有机改性蒙脱土在阻燃PBT复合材料中的影响的实验[ ]中,采用扫描电镜图像证明了蒙脱石和碳质硅酸盐材料在加热或燃烧过程中迁移或积累,在聚合物表面形成了致密的残炭层来抑制燃烧。聚硼硅氧烷是指聚硅氧烷骨架中的一些硅原子被硼原子取代得到的聚合物,分子中的Si-O和B-O键都是高能化学键,结构中又存在p-π共轭和d-π共轭,使得聚硼硅氧烷比一般的有机硅阻燃剂具有更加优异的耐高温性[ ]。
本文采用甲基苯基聚硼硅氧烷(PB)对PC/PBT合金进行阻燃处理,研究了PB阻燃剂对PC/PBT阻燃性能的影响,并初步探究了PB在PC/PBT合金中的阻燃作用机理。
2 实验部分
2。1 主要原料和设备论文网
聚碳酸酯(PC):CALIBRE 210-10,美国DOW聚碳酸酯有限公司;聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT):S600F20,美国杜邦有限责任公司;甲基苯基聚硼硅氧烷(PB),自制;二乙基次磷酸铝(PAL):天津市振兴化工有限责任公司;亚磷酸三苯酯(TPPi),分析纯,国药集团化学试剂有限公司。
转矩流变仪:XSS-300型,上海科创橡塑机械设备有限公司;塑料注射成型机:SA900/260,宁波海天塑机集团有限公司;平板硫化机:杭州苏桥佳迈机械设备有限公司;氧指数测定仪:XZT-100,承德试验机有限公司;锥形量热仪:Stanton Redcroft,英国FTT公司;综合热分析仪:NETZSCH STA409 PG/ PC型,德国耐驰公司;傅里叶红外光谱仪:TENSOR27,德国布鲁克公司;扫描电镜:S-3000N型,日本日立电子株式会社。
2。2 阻燃合金的制备
将PC在102℃的条件下干燥24小时,PBT在120℃的条件下干燥8小时,将PBT、PC(PC/PBT质量比均为7:3)、PB等阻燃剂及助剂按照表1的配方在260℃下用转矩流变仪熔融混炼,混炼总时长为8分钟,然后在注塑成型机中在250℃注塑成型,制备得到阻燃PC/PBT合金测试样条,具体操作如图1所示。
表1 阻燃PC/PBT合金配料比 (质量分数,%)
样品编号 PB 二乙基次磷酸铝(PAL)
PC/PBT-1 3 -
PC/PBT-2 5 -
PC/PBT-3 8 -
PC/PBT-4 10 -