新型阻燃抗静电复合助剂的合成及应用

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高分子材料具有质量轻、易于成型等优点,被广泛应用于生产和日常生活。然而绝大多数高分子材料容易燃烧,而且燃烧过程伴随着有毒有害的烟气产生,因而存在严重的火灾隐患。另一方面因它们的表面电阻率和体积电阻率高,容易摩擦带电造成静电危害。所以新型阻燃抗静电剂的研究就显得非常重要。  本文首先合成了既含有有机P-N结构,又含有双键的阻燃单体FR和既含有聚醚结构,又含有双键的抗静电单体AS。利用FT-IR、1H-NMR、MS分析方法对阻燃单体FR和抗静电单体AS结构进行了表征。分析结果表明合成的化合物结构和预期目标化合物的结构一致。然后通过调节阻燃单体FR、抗静电单体AS和硬性单体甲基丙烯酸甲酯(MMA)的摩尔百分含量例,利用自由基聚合,合成了一系列的高分子型阻燃抗静电复合助剂(FAM)。并利用TG、DSC分析方法对聚合物的热稳定性进行了分析。最终从这一系列聚合物种挑选了适合用于成型加工的聚合物FAM219(阻燃单体FR、抗静电单体AS、MMA的投料摩尔百分含量为2∶1∶9)。  将聚合物FAM219分别以5wt%、10wt%、15wt%、20wt%的添加量添加到聚丙烯(PP)和ABS材料中,制成阻燃抗静电聚丙烯(PP)复合材料和ABS复合材料。借助LOI、TG对PP复合材料和ABS复合材料的阻燃性能进行分析。结果表明,随着聚合物FAM219在PP和ABS中添加量的增加,它们的LOI都依次增大。通过测定PP复合材料和ABS复合材料的体积电阻和表面电阻,来表征它们的抗静电性能。结果表明,FAM219对PP和ABS有很好的抗静电效果。当FAM219在PP复合材料中的添加量为20wt%时,PP复合材料的体积电阻率与纯PP相比下降了4个数量级,达到1.47×1010Ω.m。表面电阻率为1.16×1013Ω。当FAM219在ABS复合材料中的添加量为20wt%时,ABS复合材料的体积电阻率与纯PP相比下降了5个数量级,达到4.09×109Ω.m。表面电阻率为1.28×109Ω。利用对PP复合材料和ABS复合材料进行简支梁无缺口冲击实验和拉伸测试,来分析FAM219对PP和ABS力学性能的影响。结果表明,FAM219在20wt%的添加量范围内,对PP和ABS力学性能影响不大。综合分析可知,高分子型阻燃抗静电复合助剂FAM219对PP和ABS的阻燃抗静电效果优异。高分子型阻燃抗静电复合助剂FAM219适合用于对PP和ABS的阻燃和抗静电改性。
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