E/VAC包覆膨胀型阻燃剂阻燃聚丙烯微观结构研究

芦笑梅　　王万力　(北京联合大学,北京　100101)　(中国建筑科学研究院,北京　100013)

摘要：

利用扫描电子显微镜研究了(乙烯/乙酸乙烯酯)共聚物(E/VAC)包覆法制备的膨胀型阻燃剂(IFR)阻燃聚丙烯(PP)的微观结构,着重探讨了E/VAC的品种对阻燃PP微观结构与性能的影响,并用傅立叶变换红外光谱表征了反应产物的结构。实验结果表明,采用此法制得的IFR可显著提高其与PP的相容性,具有阻燃、防潮、增韧效果。

关键词：

乙烯/乙酸乙烯酯)共聚物　包覆　膨胀型阻燃剂　微观结构　防潮　阻燃聚丙烯

图2　IFR-2的FT-IR谱图

前 言

聚丙烯(PP)近年来一直是需求增长最快的通用塑料。随着其应用范围的扩大,PP的阻燃日益引起人们关注。虽然含卤阻燃剂是目前世界上产量较大的有机阻燃剂之一,且以添加量低、阻燃效果明显、价格适中而受到重视。但是,它在燃烧时会放出污染环境且对人体有害的腐蚀性气体,因此研究开发无卤阻燃剂是当今世界阻燃领域的发展趋势。膨胀型阻燃剂(IFR)是一种新型无卤阻燃剂,具有燃烧时烟雾少、释放出的气体无害,生成的炭层能有效地防止聚合物熔滴等优点,受到国内外有关研究人员高度重视,这种阻燃剂十分适合于PP的阻燃。膨胀型阻燃体系主要含有酸源、碳源和发泡源3类组分,以往多以聚磷酸铵(APP)、多元醇及三聚氰胺(MEL)复合组分组成[1],其缺点是添加量大、极性强、与PP相容性差、易吸潮,影响PP的耐候性,限制了阻燃PP的应用。近几年用于PP的IFR的发展趋于分子设计,其组分由低分子发展为含有3种组分的大分子,因而显著提高了阻燃效果,改善了IFR与PP的相容性。但合成的IFR仍然存在吸潮问题,为了克服这一缺点,有人用12胺、18胺,也有人尝试用硅烷偶联,对该体系进行表面改性,但效果都不够理想,吸潮性问题依然存在。

针对IFR的吸潮问题,笔者采用(乙烯/乙酸乙烯酯)共聚物(E/VAC)对其进行包覆微胶囊化[2],既提高了IFR阻燃PP的防潮性,又改善了IFR与PP的相容性。并用傅立叶变换红外光谱(FT-IR)研究、分析了反应产物的结构,用扫描电子显微镜(SEM)观察分析阻燃PP的断面形态,着重探讨了E/VAC的种类对其微观结构与性能的影响。

1　实验部分

1.1　主要原料

• PP:粉料,燕化总公司树脂研究所;
• 磷酸(H3PO4):分析纯,北京红星化工厂;
• APP:北京化工研究院;
• 季戊四醇(PER):化学纯,北京通县育才精细化工厂;
• MEL:分析纯,北京化工厂;
• E/VAC: EVA45/50、EVA28/25、EVA18/3,韩国现代化学公司。

1.2　主要仪器设备

• 双辊筒炼塑机: SK-160B型,上海橡胶机械厂;
• 平板硫化机:25 t ,上海第一橡胶机械厂;
• 混合机: SHJJ-1型,北京白菊电器公司;
• 氧指数仪: HC-2型,江宁县分析仪器厂;
• 万能拉力机: AG-200A型,日本岛津制作所;
• FT-IR仪: MAGNA-IR760型,美国Nicolet公司;
• 热分析仪:Du Pont 2000型,美国Du Pont公司;
• 热分析仪:Perkin-Elemer型,美国PE公司;
• SEM:HITACHI S-450型,日本日立公司

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