一种用作高温尼龙材料的新型无卤阻燃剂

一种用作高温尼龙材料的新型无卤阻燃剂

        数年来，有关高性能阻燃工程塑料的设计与应用始终备受学术界和工业领域的诸多关注。研究人员利用异丁基苯基次膦酸（Bu-PPiA）与勃姆石（BM）经水溶液中类似悬浮液的反应，制取了一种新型的有着独特核壳结构的有机-无机杂化材料（BM@Al-BuPPi）。核相为由BM和异丁基苯基次膦酸（Bu-PPiA）反应产生的Bu-PPiA自聚体，壳相为残余BM粒子。研究检测结果显示Al-BuPPi自聚集微米棒状核层结构成份可有效的提高了复合材料的阻燃效率。将其用作HTN树脂，UL-94燃烧检测显示复合材料阻燃实现V-0等级，极限氧指数（LOI）实现了42.5％。除此之外，因为壳层BM纳米颗粒可提高杂化体的表面极性和润滑性，进而有效的提升了杂化体与半芳族聚酰胺基体间的相容性。在最后，锥形量热结果显示，该混合物并且有着有机亚膦酸酯和无机勃姆石的阻燃和抑烟性的两个优势。

研究人员首先将HTN树脂烘干干燥去除水份，按配比熔融共混制取复合材料。研究人员选用FTIR、CPMAS、XRD、XPS、SEM技术等对材料的结构和形貌通过表征，以探究材料的微观形貌。选用TGA技术对复合材料的耐热稳定性能通过分析，结果显示纯BM为一步分解，而Al-BuPPi的引进使复合材料历经二步分解过程，Al-BuPPi的起始分解溶解T5％在N2和空气中分为370℃和347℃；BM@Al-BuPPi，T5％在N2中为404℃，在空气中为395℃。表明BM@Al-BuPPi有着更好的耐热稳定性。这可能是热稳定无机BM壳相起着热和降解产物的屏障功能。

选用垂直燃烧检测（UL-94V）和极限氧指数（LOI）对材料的可燃性展开探讨，结构表明Al-BuPPi和BM@Al-BuPPi对HTN树脂均呈现出较高的阻燃高效率，其引进均使HTN抗滴落性得到提高。UL-94检测可由V-2等级提高至V-0等级，LOI值分別从23.5％分別提高至35.8％和35.0％，表明了Al-BuPPi和BM@Al-BuPPi较高的阻燃性。选用CONE检测对材料的燃烧行为展开评诂，结果显示引进BM，Al-BuPPi和BM@Al-BuPPi可让HTN的PHRR值分別由689kW/m2分別降到486kW/m2,283kW/m2和295kW/m2,THR也均有很大程度上减低；且BM@Al-BuPPi共用时HTN材料的综合燃烧性能增加极为显著。在这一期探讨中，研究人员利用BM的极性表面和聚酰胺分子链间的强相互作用，制取BM@Al-BuPPi材料，发挥BM纳米粒子在HTN树脂优良的相容性。BM@Al-BuPPi杂化材料在阻燃HTN树脂。

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