离子液体改性分子筛阻燃TPU的研究

• 作 者: 姜华振
• 出 处: 青岛科技大学
• 发表日期: 2019年11期
• 关键词: 热塑性聚氨酯弹性体 离子液体 分子筛 阻燃

得益于优秀的物理和化学性能,热塑性聚氨酯弹性体（TPU）已经被广泛应用于各种领域,然而其易燃性和熔融滴落性限制了其进一步的应用。而分子筛和离子液体作为环保型的材料已经被证明拥有一定的阻燃效果,因此本文首先使用分子筛单独作为阻燃剂,使用熔融共混法将其添加到热塑性聚氨酯弹性体（TPU）中制备了阻燃TPU复合材料。通过锥形量热仪测试（CCT）、烟密度测试（SDT）、热重分析（TGA）及热重红外联用（TG-IR）等方式对阻燃TPU复合材料在不同条件下的热稳定性能和生烟性能进行了表征。然后使用1-乙酸乙酯基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐（[EOOEMIm][PF₆]）、1-乙酸乙酯基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐（[EOOEMIm][BF₄]）两种典型的离子液体对3A型分子筛进行了改性,得到了MS&[EOOEMIm][PF₆]及MS&[EOOEMIm][BF₄]复合型阻燃剂,并将其作为阻燃剂进一步研究其在TPU体系中的阻燃效果。实验结果表明分子筛可以在TPU体系内发挥较好的阻燃抑烟效果,当分子筛的添加量为1.0wt%时效果最好,此时相比纯TPU总热释放降低了51.5%,总烟释放降低了48.4%,光通量提高了5.53%,而且在氮气条件下也可以有效提高TPU的热稳定性,减少毒害气体的释放。MS&[EOOEMIm][PF₆]可以通过促进炭层形成和改善炭层结构发挥阻燃作用,且当其添加量为1.0wt%时阻燃效果最好,此时总生烟量比纯TPU降低了54.9%,光通量提高了9.12%;MS&[EOOEMIm][BF₄]可以以更少的使用量发挥较好的阻燃抑烟效果,当其添加量为0.5wt%时热和烟的参数都得到明显的改善,此时相比纯TPU热释放速率峰值降低了65%,总烟释放降低了57%,炭渣残余量提高了28.92%。