【高分子材料阻燃课件】阻燃总复习.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * （1）有机硅烷类 该类偶联剂具有良好的热稳定性、分散性及低毒性。可与多种填料和聚合物发生作用。 一般结构：Y?R ?Si?X3 X – 可水解的烷氧基团（如：甲氧基、乙氧基） Y – 通过烷基桥R与硅原子相连的有机官能团（如氨基、乙烯基、环氧基、 甲基丙烯酸基等） 7.5 无机阻燃填料的表面改性 7.5 无机阻燃填料的表面改性 硅烷偶联剂发挥偶联效果的要求：无机填料表面具备活性中心 硅烷偶联剂适用于： ? 硅酸盐型填料 ? 无机金属氧化物（氧化铝、氧化硅、二氧化钛） ? 氢氧化物（ATH、MH） ? 玻璃纤维、玻璃微球、云母、矿棉、石英、滑石粉、蛭石等 ? 用量：无机填料比表面20m2/g，添加1%硅烷（质量分数） 硅烷偶联剂对CaCO3、BaSO4、炭黑、含硼化合物等无效！ 7.5 无机阻燃填料的表面改性 基团Y的选择应考虑与聚合物的相容性 通常硅烷偶联剂适用于极性的热塑性、热固性塑料、橡胶 ? 甲基丙烯酸硅烷---不饱和聚酯 ? 氨基硅烷---聚酰胺、聚碳酸酯、环氧、氨基甲酸酯等 硅烷偶联剂的不足： ? 应用局限在无机氧化物、氢氧化物和硅酸盐 ? 引发偶联反应需要H2O 7.5 无机阻燃填料的表面改性 含表面改性氢氧化镁铝的三元乙丙橡胶 7.5 无机阻燃填料的表面改性 表7-12 阻燃聚烯烃塑料配方 组分 热塑性塑料配方/phr 交联配方/phr EVA，19%VA - 100 EVA，28%VA 80 - LLDPE 20 - ATH 170 150 乙烯基硅烷 1 1.5 过氧化物 0 1.0 抗氧化剂 0.4 0.4 LOI, % ～37 ～33 拉伸强度，MPa ? 10 ? 18 断裂伸长率，% ? 180 ? 180 7.5 无机阻燃填料的表面改性 （2）有机钛酸酯类 该类偶联剂与基体发生作用时不需H2O的存在。 一般结构：XO?Ti ? (OY)3 XO – 单烷氧基或新烷氧基，用于与无机基体发生作用 OY – 有机官能团，Y可以是苯基、丁基，用于与极性和非极性的热塑性聚合物 作用；Y也可是氨基、甲基丙烯基，用以与热固性聚合物相作用；Y还可 是焦磷酸或羧酸基，与聚合物相互作用。 7.5 无机阻燃填料的表面改性 比较项目 有机硅烷偶联剂 有机钛酸酯偶联剂 化学结构 1个有机功能团供偶联使用 3个有机功能团供偶联使用 偶联机理 需要H2O存在，有醇逸出 不需H2O存在，无醇逸出 使用范围 适于填料表面羟基 除羟基外还适用于碳酸盐、炭黑等 功能 分散、增塑、催化 分散 价格 两者相当 两者相当 表7-14 有机钛酸酯偶联剂与有机硅烷偶联剂比较 7.5 无机阻燃填料的表面改性 钛酸酯偶联剂不仅适用于硅烷偶联剂适用的场合，而且还可有效地用在碳酸钙、炭黑。 7.5 无机阻燃填料的表面改性 （3）脂肪酸类表面改性 有机酸：以偶数碳（C16～C20）饱和羧酸为主体的脂肪酸混合物、异硬脂酸等。 处理类型 数量/% 价值/% 有机硅烷 50 90 有机酸（总计） 其中：脂肪酸 聚合物酸 50 40 10 10 6 4 表7-14 1999年全球有机硅烷与有机酸表面改性剂的市场份额 7.5 无机阻燃填料的表面改性 试样 ATH/phr 异硬脂酸/% LOI/% Izod/[(ft.lb)/in] C-5* 45 --- 21.0 2.3 C-6 * 45 1.0 21.0 3.3 C-2 100 --- 24.0 0.9 C-7 100 1.0 23.5 1.8 *含有6phr的增强无机纤维 表7-15 PP/异硬脂酸改性ATH体系的LOI与抗冲击强度 支链脂肪酸，异硬脂酸[16-甲基十七（碳）烷酸]常温下液态。市售产品常为异构体组成的混合物。下表给出用其处理ATH，改善PP阻燃体系性能的数据。 7.5 无机阻燃填料的表面改性 硬脂酸前处理对PP/MH（60%）流变行为的影响 硬脂酸可有效降低熔体黏度。原因：填料表面吸附的硬脂酸降低了填料粒子间的作用，更容易为聚合物熔体所润湿，改善了分散程度。 7.5 无机阻燃填料的表面改性 ? Antimony trioxide, ATO； Sb2O3 ，291.60 ；理论锑含量83.54%；白色结晶； 立方晶形5.20g/cm3；斜方晶形5.67g/cm3； LD50 2.0g/kg（白兔，皮