蒙脱土与磷酸酯阻燃剂复配阻PC/ABS合金

聚碳酸酯/丙烯腈鄄丁二烯鄄苯乙烯三元共聚物(PC/ABS)合金具有良好的力学性能、热性能以及加工性能,但较差的阻燃性能极大限制了其在电子电器、机械及汽车等领域的广泛应用.

有机改性黏土的酸性点催化阻燃机理主要是黏土的有机插层剂发生Hoffman降解时,形成具有催化活性的酸性点.此外,黏土片层表面以及边缘处存在大量强酸性的桥联羟基和弱酸性的硅羟基,对聚合物的降解行为也有影响.酸性点可以催化PC/ABS合金脱氢形成大分子自由基,从而进一步交联,提高合金阻燃效果.通过酸处理将黏土片层间的钠离子置换为氢离子已有研究.研究黏土中质子酸和边缘羟基对聚合物的热稳定性和阻燃性能的影响,有助于深入理解聚合物基纳米复合材料的燃烧行为及燃烧机理,从而进一步提高材料的阻燃效率,推动阻燃技术及其产业化的发展.

黏土进行酸处理(加入质子酸并控制质子酸的含量)和碱处理(消除部分边缘羟基),将间苯二酚双(二苯基磷酸酯)(BDP)改性酸碱处理蒙脱土与磷酸酯阻燃剂复配,用熔融共混方式制备了PC/ABS/黏土纳米合金,考察了不同酸碱处理改性的蒙脱土(MMT)PC/ABS合金的热稳定性以及阻燃性能的影响.

通过阴阳离子交换反应改变蒙脱土片层间的离子结构和极性,由此改变蒙脱土的片层间距,并影响其插层和剥离结构,而BDP则仅仅是吸附在蒙脱土的表面,减弱其片层间的作用力.酸处理后,氢离子置换出蒙脱土片层间的钠离子,形成含质子酸的蒙脱土.由于氢离子和钠离子的离子半径差别不大。

PC/ABS/MMT体系的热稳定性比PC/ABS合金好,前者具有更高的降解活化能.蒙脱土作为热量和氧气的阻挡层,其在PC/ABS中的纳米级分散改变了基体的降解过程,而对蒙脱土进行酸碱处理后可以缓解这种催化降解作用.

采用酸碱处理蒙脱土复配磷酸酯阻燃剂制备阻燃PC/ABS合金.结果表明,BDP鄄MMT使阻燃PC/ABS合金的起始分解温度降低,而酸碱处理蒙脱土却使合金的起始分解温度有所提高,其中碱处理蒙脱土的效果最明显,此外高温条件下,酸碱处理蒙脱土还可以使碳层的阻隔时间增加4s.具有良好的阻燃效果.

 

 

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