次磷酸铝及其复合体系对热塑性聚氨酯弹性体阻燃性能的研究
热塑性聚氨酯弹性体(TPU)作为一种石油基高分子材料，在空气中极易被点燃并在燃烧的过程中产生大量的熔滴和烟雾气体，易燃性大大限制了它应用领域的扩大。本文选用无机磷系阻燃剂次磷酸铝(AHP)和有机磷系阻燃剂二乙基次膦酸铝(AlPi)分别对TPU进行阻燃研究并进行对比，选择海泡石(SEP)和改性海泡石ZIF-8@SEP作为协效剂分别与AHP复配阻燃TPU。探索了TPU复合材料的阻燃性能、力学性能和加工性能。主要研究成果如下: 1.对AlPi和AHP的结构和热稳定性及其对TPU性能的影响进行研究并对比，AlPi的热稳定性要好于AHP，但是AHP对TPU的阻燃效果更佳。添加12wt％的AlPi可使TPU复合材料的LOI从21.9％提升至26.4％，但是产生的熔滴比较多并且可以引燃脱脂棉，仅达到UL-94Ⅴ-2等级;添加12wt％的AHP可使TPU复合材料的LOI从21.9％提升至26.0％，产生的熔滴较少且可达到UL-94Ⅴ-0等级。添加12wt％阻燃剂AlPi和AHP对TPU的熔融指数带来的影响不显著，并且对TPU不会带来力学性能的显著恶化。 2.选择SEP作为协效剂与AHP进行复配用于提升TPU复合材料的性能。将SEP与AHP按不同的配比加入到TPU中，研究发现，SEP与AHP具有协效作用，添加9.0wt％的AHP和1.0wt％的SEP，TPU复合材料的阻燃性能得到了明显改善，其LOI从21.9％提升到了26.7％，并且通过了UL-94Ⅴ-0等级。SEP的加入，会使得TPU复合材料的熔融指数降低，但可以提高TPU复合材料的力学性能。 3.对SEP的表面进行改性后得到ZIF-8@SEP。将ZIF-8@SEP与AHP复配加入到TPU复合材料中。研究发现，ZIF-8@SEP与AHP具有协效作用，添加8.0wt％的AHP和1.0wt％的ZIF-8@SEP，TPU复合材料的阻燃性能得到了明显改善，其LOI从21.9％提升到了27.5％，并且通过了UL-94Ⅴ-0等级。ZIF-8@SEP的加入，进一步降低了烟雾和有毒气体的释放量，并且可以提高TPU复合材料的加工性能和力学性能。
热塑性聚氨酯;磷系阻燃剂;海泡石;金属有机框架;阻燃性能
北京化工大学
硕士
材料科学与工程
谷晓昱
2021
中文
TQ334.1
2021-09-24（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）