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阻燃耐候聚丙烯研究

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阻燃耐候聚丙烯研究

发布日期:2018-06-16 作者:瑞邦红利 点击:

随着阻燃聚丙烯被广泛应用于室外材料,如大型室外体育场的塑料座椅、室外装饰材料、汽车零部件等,随之出现了一个新的急需解决的问题:

加了光稳定剂和阻燃剂的聚丙烯材料在室外使用前具有很好的阻燃性,能达到UL—94标准的V—0级,但是经过实验室的模拟太阳光照射或者在室外使用一段时间,材料的阻燃性能急剧下降。

本论文就是基于这一问题展开研究的。

本论文首先研究了不同阻燃剂的紫外光稳定性,并分析了阻燃聚丙烯紫外光照射后阻燃性能下降的各方面因素,研究发现:

膨胀型阻燃剂的光稳定性最好,脂肪族溴阻燃剂次之,芳香族溴阻燃剂最差;阻燃聚丙烯紫外光照射后阻燃性能下降的原因是阻燃剂在光照下的分解使其阻燃性能下降和聚丙烯基体树脂在光氧化降解后相对分子量下降导致可燃性增加这两种因素的综合作用结果造成的。

由于聚丙烯基体树脂在光氧化降解后相对分子量下降会导致可燃性增加,因此本着提高聚丙烯基体树脂抗光老化的能力,在本论文中通过DSC、FTIR—ATR、WAXD以及力学性能分析研究了聚丙烯分子结构和聚集态结构对聚丙烯光氧化降解的影响。

研究发现:

共聚丙烯的抗光老化能力强于均聚丙烯;β成核聚丙烯在紫外光的作用下β晶向α晶发生转变,而α成核聚丙烯的α晶却在紫外光的作用下向β晶转变,其中β成核聚丙烯的晶型转变量要明显大于α成核聚丙烯,空白聚丙烯在紫外光的作用下并没有发生晶型转变,两种成核聚丙烯的晶型组成随着光照时间的增加越来越接近于空白聚丙烯的晶型组成;β成核聚丙烯的抗紫外光老化的性能要明显强于α成核聚丙烯和空白聚丙烯,可优先考虑作为室外用的聚丙烯材料,α成核聚丙烯和空白聚丙烯的抗紫外光老化能力相差无几,其中α成核聚丙烯略好于空白聚丙烯。

通过FT—IR和UV分析,本论文还研究了溴阻燃剂对聚丙烯光氧化降解机理和动力学的影响、不同结构溴阻燃剂光照后产生溴自由基的机理和溴阻燃聚丙烯体系中光稳定剂的选择问题。

研究发现:

溴阻燃剂并没有改变聚丙烯的光氧化降解机理,但是却使光氧化降解反应的诱导期消失,并大大加快了聚丙烯的光氧化降解速率;含有芳香族溴阻燃剂的聚丙烯的光氧化降解速率要比含有脂肪族剂溴阻燃剂的聚丙烯的更大;单独使用UV—1、UV—2和UV—3三种稳定剂都能使溴阻燃聚丙烯的光氧化降解速率降低,其中UV—1效果最好,UV—2次之,UV—3最差。

UV—1和UV—2光稳定剂的复合使用存在显著的协同效应,当UV—1和UV—2用量分别达到0.75%和0.5%时,溴阻燃聚丙烯光氧化降解的速率达到最小,其诱导期要比空白聚丙烯的长很多,光稳定性大大强于空白聚丙烯,这完全解决了溴阻燃剂加快聚丙烯光氧化降解速率的问题,使聚丙烯材料同时具有光稳定性和阻燃性能。

最后,本文把前面内容综合起来,研究了添加了β成核剂和复合光稳定剂的溴阻燃聚丙烯材料的聚集态结构、光稳定性和阻燃性能的持久性问题。

研究表明:

β成核剂能够诱导溴阻燃聚丙烯生成β型晶体,但是溴阻燃剂的存在使β成核剂诱导聚丙烯生成β晶的效率降低;添加了β成核剂和复合光稳定剂的溴阻燃聚丙烯材料具有最好的抗紫外光老化的能力并具有持久的阻燃性能,是一种具有阻燃和耐老化双重功能的聚丙烯复合材料..……

相关标签:阻燃,聚丙烯,耐候,色母

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