N-苯基马来酰亚胺接枝改性PPO/SEBS及其性能研究

摘要

无卤阻燃树脂因其具有优异阻燃性能的同时,燃烧过程中不会产生含卤素的有害物质等优点,被广泛应用于电线电缆、塑料外包装等行业。传统无卤阻燃树脂因为添加大量极性阻燃剂而影响阻燃剂与树脂基体之间的相容性,制品的力学强度及阻燃性能下降。本文从改善树脂基体与阻燃剂相容性的角度出发,采用极性小官能团单体对树脂基体进行接枝改性,具体以N-苯基马来酰亚胺(以下简称N-PMI)作为接枝单体,以DCP作为引发剂,通过熔融接枝的方法分别制备了N-PMI接枝聚苯醚(PPO-g-N-PMI)和N-PMI接枝SEBS(SEBS-g-N-PMI)两种接枝聚合物,研究了两种接枝物的接枝率、耐热性能及力学性能,进一步以这两种接枝物作为树脂基体,以间苯二酚双(二苯基磷酸酯)(RDP)作为阻燃剂,探索了接枝物含量对无卤阻燃树脂各项性能的影响,制备了力学性能和阻燃性能优异的无卤阻燃树脂。
　　首先分别在设计的反应温度下进行了接枝实验,用红外光谱验证了PPO-g-N-PMI和SEBS-g-N-PMI的存在,采用核磁氢谱分析了N-PMI接枝PPO的接枝位置,通过DSC测试了PPO-g-N-PMI的耐热性能。进而通过改变温度及反应时间,探索出N-PMI接枝PPO的最佳接枝时间为8min,最佳反应温度为260℃,N-PMI接枝SEBS的最佳反应时间为4min,最佳反应温度为180℃。测试了相应反应温度下的熔融指数。实验表明添加常用加工助剂白油、抗氧剂1010会使PPO-g-N-PMI和SEBS-g-N-PMI接枝率明显降低。
　　其次分别改变DCP和N-PMI的用量,通过红外光谱验证了在各配比条件下N-PMI均能够接枝到PPO和SEBS上,探索了PPO-g-N-PMI和SEBS-g-N-PMI接枝率的变化规律,通过对接枝单体N-PMI及引发剂DCP不同用量下PPO-g-N-PMI、SEBS-g-N-PMI接枝率及力学性能的测定,可知对于PPO-g-N-PMI接枝物,接枝率最高的反应配比为PPO:N-PMI:DCP=100:3:4,最大接枝率为1.9164％。对于SEBS-g-N-PMI接枝物,在SEBS:N-PMI:DCP=100:8:3的配比条件下最大接枝率为3.23%。测试了相应配比条件下接枝物的力学性能和熔融流动性,分析了产生上述变化的原因。
　　最后采用PPO-g-N-PMI和SEBS-g-N-PMI作为树脂基体,以RDP作为阻燃剂,白油为增韧剂,同PPO或SEBS相互掺混,按一定配比制备成无卤阻燃树脂。通过扫描电镜观察了阻燃树脂的微观形貌,证实添加PPO-g-N-PMI和SEBS-g-N-PMI后阻燃复合物各组分间具有很好的相容性。实验证明添加PPO-g-N-PMI后的阻燃复合物与未改性阻燃复合物相比,具有更高的力学强度及更好的阻燃性能,改性后的阻燃复合物的拉伸强度最高达到20.1MPa,断裂伸长率可以超过200%。完全达到并超越了行业标准的要求。添加SEBS-g-N-PMI可以提高阻燃复合物的力学性能,但会降低断裂伸长率。

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第1章 绪论

1.1 课题研究目的与意义

1.2 N-PMI的合成与应用概述

1.3聚苯醚改性概述

1.4 SEBS接枝改性概述

1.5无卤阻燃树脂概述

1.6 SEBS接枝改性概述

第2章 实验设计与实验实施方法

2.1 实验材料与设备

2.2接枝改性树脂反应体系的实验设计

2.3接枝改性树脂反应体系的实验设计

2.5添加助剂对接枝率影响的实验设计

2.6阻燃复合树脂体系的实验设计

2.7阻燃复合树脂的制备方法

2.8性能测试和表征

第3章 N-苯基马来酰亚胺接枝聚苯醚的研究

3.1 PPO-g-N-PMI的表征及耐热性能分析

3.2 反应温度和时间对接枝率的影响

3.3 N-PMI和DCP用量对PPO-g-N-PMI接枝率的影响

3.4 N-PMI和DCP用量对PPO-g-N-PMI力学性能的影响

3.5添加常用助剂对PPO-g-N-PMI接枝率的研究

3.6本章小结

第4章 N-PMI接枝SEBS的研究及无卤阻燃树脂的性能分析

4.1 N-苯基马来酰亚胺接枝SEBS的研究

4.2 N-苯基马来酰亚胺接枝物制备阻燃复合物的研究

4.3本章小结

结 论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

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