聚碳酸酯的含磷反应型阻燃剂的研究.ppt

吴丽君 材料111 112209107106,聚碳酸酯的含磷反应型阻燃剂的研究,聚碳酸酯（PC）,PC是一种综合性能优良的非晶型热塑性树脂，是一种强韧的热塑性树脂，其名称来源于其内部的CO3基团，可由双酚A和氧氯化碳（COCl2）合成。现较多使用的方法为熔融酯交换法. 优点：延伸性 、尺寸稳定性 、较高的强度耐化学腐蚀性优异的电绝缘性耐热性和耐寒性还具有自熄、阻燃、无毒、可着色等优点 。 缺点：不耐强酸 、不耐强碱 、不耐紫外线和金属相比硬度不足导致它的外观较容易刮花。,聚碳酸酯的应用,PC材料-应用,1、宽波透光的光学器械，作为一种透明 性能良好的工程塑料。 2、PC片材特别适宜于制作眼镜镜片。 3、PC作为高折射率塑料，用于制作耐高温光学纤维的芯材。 4、广泛应用于通信电信设备领域，目前PC已经大量替代原有的酚醛塑料。,含磷阻燃剂,简介：含磷化合物可作为热塑性塑料、热固性塑料、织物、纸张、涂料和胶黏剂等的阻燃剂。 此类阻燃剂包括红磷、无机磷酸盐类、有机磷酸酯、膦酸酯类、氧化膦类等。 阻燃机理：含磷阻燃剂可在凝聚相或气相发挥阻燃作用。 1、成炭作用模式 2、抑制自由基作用模式,PC材料-未来前景,阻燃环保的通信电器 今后重点开发阻燃PC用于通信电器领域中，因此无污染阻燃PC材料成为开发重点 溴系阻燃剂由于毒性在减少使用，而无卤环保磷系阻燃剂会明显降低PC的热变形温度和冲击强度，因此比较适宜的是有机硅系阻剂。 另外随着通信电器轻量小型化对PC材料提出更高要求，目前 PC/ABS合金就特别适宜在通信电器及航空航天工业中应用。,1、含磷阻燃聚碳酸酯的制法和应用,聚碳酸酯系由含磷氢醌、双酚和能给出CO!键的化合物反应而制得，将其与热塑性聚合物共混，可用于汽车电子设备等，例如，使双酚A、1，4一环亚辛基膦酰基一1，4-氢醌和1，5一环亚辛基膦酰基一1，4一氢醌的混合物和碳酸二苯酯聚合即得到所说含磷聚碳酸酯，将其与聚碳酸酯和聚四氟乙烯防滴剂熔融捏和，注塑，所制得试样UL94阻燃率V一0.,2、PCABS共混物中的磷酸酯阻燃剂,聚合物共混物有利于改性，均衡产品价格和性能改进加工性。在PCABS共混物中，PC能提高热变形温度，增加抗冲、抗张强度及尺寸稳定性，而ABS却能大大改善加工性能，但是加入阻燃剂，却使性质有所改变。,对澳代磷酸醋(BRP)及TPP在PCIABS共混物中的阻燃效果及效率作一比较,1 磷酸酯影响比较 2 不同BRP含量影响 3 不同共混物比例影响 4 锥型量热计试验 5 结论 在PcABs共混物中，BRP是比TPP更有效的阻燃剂。同时。使共混物有较高的热变形温度。,3、螺环磷酸酚酯合成及其对HDPE/PC合金的阻燃,1)有机磷阻燃剂的作用机理 凝聚相阻燃机理 气相阻燃机理 含磷化合物很早就被人们用作阻燃剂，对它们的阻燃机理也研究得较早。目前，人们一般认为有机磷阻燃剂可同时在气相及凝聚相发挥阻燃作用，但以凝聚相为主。阻燃机理也因化合物结构、聚合物类型和燃烧条件而异。,2)HDPEPC共混物研究,高密度聚乙烯的简介及应用 HDPE无毒、价廉、质轻，有较高的刚性，优良的成型加工性，优异的耐湿性及化学稳定性，广泛应用于许多领域随着高分子工业的发展，但是聚烯烃的分子链结构及凝聚态结构决定了其力学性能，热性能等不能达到某些领域的使用要求,为了提高HDPE的应用价值，扩大其应用领域，人们开始对共混物的研究。,高密度聚乙烯的混合研究 杨鸣波等人研究了不同牌号HDPE，PC以及增容剂对HDPEPC共混物性能的影响。 结果表明，使用低密度聚乙烯接枝二烯丙基双酚A醚作增容剂效果较好，并且在增容剂及PC含量均为10时，体系冲击强度达到最大值，比原料HDPE的提高了一倍多，此时其拉伸强度和弯曲强度都稍有提高。接技共聚物与PC间存在强的相互作用，能够改善体系的相容性，提高HDPE基体的韧性。 双酚A型聚碳酸酯(Pc)具有突出的冲击韧性，优良的电绝缘性，宽广的使用温度范围及优异的尺寸稳定性，是一种综合性能良好的工程塑料，抗冲击性能在热塑性塑料中较好。,阻燃剂螺环磷酸酚酯的合成,1)中间体螺环磷酸二氯 2)螺环磷酸苯酚酯合成 3)螺环磷酸对甲苯酚的合成 4)螺环磷酸酚酯的合成时间的确定,合成的螺环磷酸酯通过TG热分析具有良好的稳定性，初始分解温度不低于 280，完全满足一般塑料的加工温度。分子中的磷元素可能生成了偏磷酸、聚磷酸可 促进高分子脱水成炭。,4、酸碱处理蒙脱土与磷酸酯阻燃剂复配阻燃PCABS合金,采用酸碱处理法对蒙脱土进行有机化改性，再将酸碱处理的蒙脱土与磷酸酯阻燃剂复配，作为聚碳酸酯丙烯腈一丁二烯一苯乙烯三元共聚物(PCABS)合金的阻燃体系，并表征了酸碱处理蒙脱土对合金的热稳定性和阻燃性能。 间苯二酚双(二苯基磷酸酯)改性的蒙脱土使阻燃PCABS合金的起始分解温度降低，而酸碱处理蒙脱土却使合金的起始分解温度有所提高；BDPMMT的加入会恶化碳层的阻隔性能，而酸碱处理蒙脱土却可以增加碳层的稳定性，使第二热释放峰值出现的时间延迟，且适合的酸浓度处理蒙脱土可以使合金通过UL-94 V 级检验,实验部分,1、 酸碱处理蒙脱土的结构及分散性质 2、热降解行为 3、流变行为 4、残碳分析 5、阻燃性能 6、力学性能,结果与讨论,采用酸碱处理蒙脱土复配磷酸酯阻燃剂制备阻燃PCABS合金结果表明，BDPMMT使阻燃PCABS合金的起始分解温度降低，而酸碱处理蒙脱土却使合金的起始分解温度有所提高，其中碱处理蒙脱土的效果最明显，可以提高6 ；此外高温条件下，酸碱处理蒙脱土还可以使碳层的阻隔时间增加4 S合适酸浓度处理的蒙脱土可以使合金通过ULO4 V-0级检验，具有良好的阻燃效果,5、新型大分子磷氮阻燃剂的合成及其在阻燃聚碳酸酯中的应用,对聚碳酸酯的阻燃改性分为含卤阻燃和无卤阻燃。虽然含卤阻燃剂对聚碳酸酯的阻燃效果较好，但燃烧时发烟量大，产生有毒气体，对环境危害很大的，因此目前国内外对聚碳酸酯的阻燃研究主要集中在无卤阻燃领域。含磷阻燃剂由于具有低毒、低烟、污染小、环境友好等优点，有效地克服了含卤阻燃剂的缺点。 磷氮系阻燃剂由于其协同作用，发烟量少，基本无有毒气体产生，不仅阻燃效果好，而且阻燃剂的用量也大大降低，可广泛有效地应用于改善聚碳酸酯的阻燃性能。,合成方法：苯基膦酰二氯和哌嗪为原料合成了一种新型大分子含磷氦阻燃剂聚苯基磷酰哌嗪(1，Scheme 1)，其结构经 H NMR， P NMR和IR表征。对阻燃聚碳酸酯(2)的极限氧指数(LOI)测试结果表明：添加7 的1时，2的LOI值达到348，1对聚碳酸酯具有很好的阻燃效果。,聚碳酸酯的含磷阻燃剂的未来需求,近年来，我国阻燃剂的生产和消费呈逐年上升的趋势，年均消费增长率超过20 。 从2002年开始国内阻燃剂消费量急剧上升，增加的市场份额主要来源于两个方面：电子电器和汽车市场。世界各国对电子电器的阻燃性能日益重视，我国也不例外，特别是我国出口的电子电器产品要求更为严格。 目前，汽车塑料配件在汽车总重量份额中的比例已经达到10左右，特别是汽车塑料内饰件一般都要求阻燃。这两个领域占阻燃剂消耗量的80 以上预计未来5年内我国阻燃剂消费量年均增长率可达到l5。,有关聚碳酸酯的专利,The End thanks,