發(fā)布時間：2020-10-20 17:36

　　 聚乳酸(PLA)是一種綠色環(huán)�？缮�物降解的材料,可應(yīng)用于眾多領(lǐng)域。但由于其阻燃性能差,應(yīng)用受到限制,需對PLA進(jìn)行阻燃改性。聚磷酸酯阻燃劑較傳統(tǒng)鹵系阻燃劑而言,擁有高效、無毒、低煙與熱穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。本文采用聚磷酸酯類阻燃劑聚苯氧基磷酸聯(lián)苯二酚酯(PBPP)和聚苯氧基磷酸-2-10-氫-9-氧雜-磷雜菲基對苯二酚酯(POPP)兩種阻燃劑,同時復(fù)配聚磷酸銨(APP)和蒙脫土(MMT)形成復(fù)配阻燃體系對PLA進(jìn)行阻燃改性。本文的研究內(nèi)容與測試結(jié)果如下:(1)對PBPP與POPP兩種聚磷酸酯類阻燃劑熱分析,結(jié)果表明兩種阻燃劑均有較好的熱穩(wěn)定性和成炭性能,600℃氮?dú)夥諊��?PBPP的殘?zhí)苛靠筛哌_(dá)57.4%,POPP的殘?zhí)苛靠蛇_(dá)41.0%。(2)PBPP及其與APP和MMT復(fù)配對PLA進(jìn)行阻燃改性研究。結(jié)果表明,單獨(dú)添加PBPP對PLA具有一定阻燃效果,但等比例PBPP復(fù)配APP體系的阻燃性能、熱穩(wěn)定性、抑熱抑煙性、火災(zāi)安全指數(shù)均要優(yōu)于僅添加PBPP阻燃體系,4%PBPP/APP-PLA(wt,質(zhì)量分?jǐn)?shù),下同)的LOI值高達(dá)29.4%,且UL-94測試達(dá)V-0等級,同時滴落現(xiàn)象減緩,起始分解溫度(T_(5%))與殘?zhí)苛刻岣?PHRR、THR、EHC、TSR與TSP值均有降低,且錐形量熱測試后的炭層形貌顯示PBPP/APP復(fù)配阻燃體系比單獨(dú)添加PBPP阻燃體系的炭層更致密且泡孔增多,更有利于膨脹阻燃。在PBPP/APP復(fù)配基礎(chǔ)上,1%MMT的引入使阻燃復(fù)合材料具有良好的阻燃性能,提升PLA基體材料的LOI值、初始分解溫度與600℃下殘?zhí)苛?降低基材HRR、EHC和FPI值,但對TSP煙毒性參數(shù)等沒有明顯效果,同時改善了滴落情況,提高了復(fù)合材料火災(zāi)安全性,并通過熱重-紅外聯(lián)用研究了PBPP及其與APP和MMT復(fù)配阻燃PLA的作用機(jī)理。(3)POPP及其與APP和MMT復(fù)配對PLA進(jìn)行阻燃改性研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明阻燃劑POPP的加入會提高PLA的LOI值、UL-94等級、熱穩(wěn)定性、初始分解溫度與殘?zhí)柯?但錐形量熱分析(CONE)顯示,低添加量的阻燃體系對熱釋放與煙抑制無明顯效果,隨著阻燃劑添加量的增加,30%POPP-PLA的THR與EHC值明顯降低,殘?zhí)苛靠蛇_(dá)8.98%。而等比例POPP復(fù)配APP對PLA的阻燃效果要好于僅添加POPP阻燃體系,30%POPP/APP的LOI值可達(dá)26.7%,UL-94測試達(dá)V-0級,初始分解溫度與殘?zhí)柯示�高�?0%POPP-PLA體系,且HRR、PHRR、THR、EHC與TSP顯著降低,錐形量熱法測試后的炭殘留物形貌顯示出隨著阻燃劑添加量的增加POPP/APP復(fù)配阻燃劑改性PLA的復(fù)合材料炭層更光滑、連續(xù)、致密與熱穩(wěn)定性好。在POPP/APP復(fù)配基礎(chǔ)上,1%MMT的加入可改善復(fù)合材料的阻燃性能與滴落情況,提升復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性,降低了HRR、THR、PHRR、EHC與FPI值,殘?zhí)啃蚊诧@示,復(fù)合材料燃燒后有產(chǎn)生更連續(xù)、更厚、更膨脹的炭層,同時,對PLA具有較好的抑煙性能,可一定程度上減少煙的產(chǎn)生量,并通過熱重-紅外聯(lián)用研究了POPP及其與APP和MMT復(fù)配阻燃PLA的作用機(jī)理。
【學(xué)位單位】：貴州師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TQ314.248;TQ323.41
【部分圖文】：

圖 1 阻燃原理示意圖.1 Schematic diagram of flame retardant p燃作用，可以抑制氣相鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，其分的濃度和降低其溫度，并且具有覆蓋效傳播的自由基的濃度。理聯(lián)、接枝、催化脫水等均有助于成炭，其傳遞至基體材料，防止下層材料的氧化表面屏障，酸催化炭的形成，炭層的隔

圖3-4 與圖 3-5 分別為純 PLA、PBPP/APP-1#與 PPBPP/APP-4#復(fù)合材料 CONE 測0 100 200 300 400 500 6000100200300400500RH(RKW/m2)Time(s)PLA-0#PBPP-1#PBPP-4#PBPP/APP-1#PBPP/APP-4#(a)0 100 200 300 400 500 600050010001500200025003000SRT(m2m/2)Time(s)PLA-0#PBPP-1#PBPP-4#PBPP/APP-1#PBPP/APP-4#(b)0 100 200 300 400 500 6000510152025CY(Ogk/k)gTime(s)PLA-0#PBPP-1#PBPP-4#PBPP/APP-1#PBPP/APP-4#(c)0 100 200 300 400 500 6000510152025SP(mT)3Time(s)PLA-0#PBPP-1#PBPP-4#PBPP/APP-1#PBPP/APP-4#(d)

試后的殘?zhí)啃蚊矆D與掃描電鏡圖。由于 PBPP/PLA 體系殘?zhí)苛可�，所以選PBPP/APP/PLA 體系進(jìn)行研究。a. PLA-0# b. PBPP/APP-1# c. PBPP/APP-4#圖 3-4 純 PLA 與 PBPP/APP-PLA 體系殘?zhí)啃蚊矆DFig. 3-4 Digital photographs for residues of PLA-0#(a)、PBPP/APP-1#（b）、PBPP/APP-4#（c）afterCC test
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本文編號：2848958