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1、太原工业学院毕业论文无卤阻燃PP/PA6复合材料研究 无卤阻燃PP/PA6复合材料的研究摘要制备了以磷酸、季戊四醇、三聚氰胺为混合体系的膨胀型阻燃剂，并与聚丙烯(PP)、尼龙6(PA6)复配制得阻燃的PP/PA6复合材料，通过极限氧指数、热重分析(TGA)、水平垂直燃烧实验研究了该阻燃体系对PP/PA6阻燃性能的影响，并通过拉伸试验和冲击试验研究了该阻燃体系对PP/PA6力学性能的影响。实验结果表明，随着MP含量的增加，复合材料PP/PA6的拉伸性能呈现出先减小后增加的趋势，而其冲击性能则呈现出逐渐减小的趋势；且其阻燃性能呈现出先增大后减小的趋势。当MP含量为22.5时，其氧指数为25.7%，
2、水平燃烧等级为HB，垂直燃烧等级为V-1，力学性能能保持在较高的水平上，其综合性能最好。关键词:PP，PA6，无卤阻燃 太原工业学院毕业论文 Studies on Halogen-free flame retardant composites of PP/PA6AbstractThe preparation with phosphoric acid, a pentaeruthritol, melamine is mixed system of flame retardants and polypropylene (PP), nylon 6 (PA6) complex configuration
3、 to flame retardant PP/PA6 composite material, through the extreme oxygen index and thermogravimetric analysis (TGA), the level of the vertical flame burning experiment research system of PP/PA6 flame retardant properties, and through the tensile test and research the flame retardant system of PP/PA
4、6 mechanical properties. Experimental results show that, With the MP content increased, the tensile properties of composite materials PP/PA6 first decreases and then increases showing a trend, and its impact on performance is showing a declining trend; and its flame retardant showing first increases
5、 and then decreases trend. When the MP content of 22.5%, the oxygen index of 25.7%, grade level burning HB, vertical burn rating of V-1, mechanical properties can be maintained at a high level, its best overall performance.Keywords：PP，PA6，halogen-free flame retardant目录1 前言11.1聚丙烯简介11.1.1聚丙烯概述11.1.2聚
6、丙烯的改性41.2聚己内酰胺的简介71.3阻燃剂简介71.3.1无机金属化合物阻燃剂81.3.2磷系阻燃剂81.3.3硅系阻燃剂91.3.4氮系阻燃剂101.3.5氢氧化物阻燃剂101.3.6膨胀型阻燃剂111.4膨胀性阻燃剂简介111.4.1膨胀型阻燃剂111.4.2膨胀型阻燃剂的组成121.4.3阻燃机理131.5研究的目的和意义132 .实验部分152.1实验材料152.1.1实验原料和助剂152.1.2仪器和设备152.2相容剂（PP-g-MAH）制备162.3PP-g-MAH挤出条件162.4阻燃剂的制备172.5PP/PA6阻燃复合材料配方172.6PP/PA6 阻燃材料的制备18
7、2.7PP/PA6阻燃材料性能测试与表征182.7.1力学性能测试182.7.2热性能测试192.7.3氧指数测试193. 实验结果与讨论203.1聚丙烯接枝马来酸酐（PP-g-MAH）分析203.2阻燃剂的分析213.3 阻燃剂配比对阻燃复合材料热性能的影响223.4PP/PA6阻燃复合材料的阻燃性能223.5阻燃剂配比对力学性能的影响264 结论28参考文献29致谢31III太原工业学院毕业论文1 前言1.1聚丙烯简介1.1.1聚丙烯概述（1）聚丙烯的性质烯结构式聚丙烯，英文名称:Polypropylene，分子式:C3H6 简称:PP由丙烯聚合而制得的一种热塑性树脂。按甲基排列位置分为等
8、规聚丙烯（isotaeticPolyProlene）、无规聚丙烯（atacticPolyPropylene）和间规聚丙烯（syndiotaticPolyPropylene）三种。 甲基排列在分子主链的同一侧称等规聚丙烯；若甲基无秩序的排列在分子主链的两侧称无规聚丙烯；当甲基交替排列在分子主链的两侧称间规聚丙烯。一般生产的聚丙烯树脂中，等规结构的含量为95%，其余为无规或间规聚丙烯。工业产品以等规物为主要成分。聚丙烯也包括丙烯与少量乙烯的共聚物在内。通常为半透明无色固体，无臭无毒。由于结构规整而高度结晶化,故熔点高达167,耐热,制品可用蒸汽消毒是其突出优点。密度0.90g/cm3,是最轻的通用
9、塑料。耐腐蚀,抗张强度30MPa，强度、刚性和透明性都比聚乙烯好。缺点是耐低温冲击性差，较易老化，但可分别通过改性和添加抗氧剂予以克服。 （2）聚丙烯特点无毒、无味，密度小，强度、刚度、硬度耐热性均优于低压聚乙烯,可在100度左右使用.具有良好的电性能和高频绝缘性不受湿度影响,但低温时变脆、不耐磨、易老化.适于制作一般机械零件,耐腐蚀零件和绝缘零件 。常见的酸、碱有机溶剂对它几乎不起作用，可用于食具。（3）生产方法淤浆法。在稀释剂（如己烷）中聚合，是最早工业化、也是迄今生产量最大的方法。液相本体法。在70和3MPa的条件下，在液体丙烯中聚合。气相法。在丙烯呈气态条件下聚合。后两种方法不使用稀释
10、剂，流程短，能耗低。液相本体法现已显示出后来居上的优势。（4）成型特性结晶料,吸湿性小,易发生融体破裂,长期与热金属接触易分解。流动性好,但收缩范围及收缩值大,易发生缩孔.凹痕,变形。冷却速度快,浇注系统及冷却系统应缓慢散热,并注意控制成型温度.料温低温高压时容易取向,模具温度低于50时,塑件不光滑,易产生熔接不良,流痕,90以上易发生翘曲变形 。4.塑料壁厚须均匀,避免缺胶,尖角,以防应力集中。（5）聚丙烯成型工艺 注塑模工艺条件： 注塑机选用：对注塑机的选用没有特殊要求。由于PP具有高结晶性。需采用注射压力较高及可多段控制的电脑注塑机。锁模力一般按3800t/m2来确定，注射量20%85%
11、即可。 干燥处理：如果储存适当则不需要干燥处理。 熔化温度：PP的熔点为160175，分解温度为350，但在注射加工时温度设定不能超过275。熔融段温度最好在240。 模具温度：模具温度5090，对于尺寸要求较高的用高模温。型芯温度比型腔温度低5以上。 注射压力：采用较高注射压力（15001800bar）和保压压力（约为注射压力的80%）。大概在全行程的95%时转保压，用较长的保压时间。 注射速度：为减少内应力及变形，应选择高速注射，但有些等级的PP和模具不适用（出现气泡、气纹）。如刻有花纹的表面出现由浇口扩散的明暗相间条纹，则要用低速注射和较高模温。 流道和浇口：流道直径47mm，针形浇口长
12、度11.5mm，直径可小至0.7mm。边形浇口长度越短越好，约为0.7mm，深度为壁厚的一半，宽度为壁厚的两倍，并随模腔内的熔流长度逐肯增加。模具必须有良好的排气性，排气孔深0.025mm-0.038mm，厚1.5mm，要避免收缩痕，就要用大而圆的注口及圆形流道，加强筋的厚度要小（例如是壁厚的5060%）。均聚PP制造的产品，厚度不能超过3mm，否则会有气泡（厚壁制品只能用共聚PP）。 熔胶背压：可用5bar熔胶背压，色粉料的背压可适当调高。 制品的后处理：为防止后结晶产生的收缩变形，制品一般需经热水浸泡处理。 PP是一种半结晶性材料。它比PE要更坚硬并且有更高的熔点。由于均聚物型的PP温度高
13、于0以上时非常脆因此许多商业的PP材料是加入14%乙烯的无规则共聚物或更高比率乙烯含量的钳段式共聚物。聚物型的PP材料有较低的热扭曲温度（100C）、低透明度、低光泽度、低刚性，但是有有更强的抗冲击强度。PP的强度随着乙烯含量的增加而增大。PP的维卡软化温度为150C。由于结晶度较高，这种材料的表面刚度和抗划痕特性很好。PP不存在环境应力开裂问题。通常，采用加入玻璃纤维、金属添加剂或热塑橡胶的方法对PP进行改性。PP的流动率MFR范围在140。低MFR的PP材料抗冲击特性较好但延展强度较低。对于相同MFR的材料，共聚物型的强度比均聚物型的要高。由于结晶，PP的收缩率相当高，一般为1.82.5%
14、。并且收缩率的方向均匀性比PE-HD等材料要好得多。加入30%的玻璃添加剂可以使收缩率降到0.7%。均聚物型和共聚物型的PP材料都具有优良的抗吸湿性、抗酸碱腐蚀性、抗溶解性。然而，它对芳香烃（如苯）溶剂、氯化烃（四氯化碳）溶剂等没有抵抗力。PP也不象PE那样在高温下仍具有抗氧化性。（6）用途 汽车用改性聚丙烯 2003年，我国汽车产量为440多万辆，已位居世界第四，同比增长36.6%。据美国ESM WerWide报道：“2008年中国汽车产量将超过600万辆，2015将超过日本，跃居世界第二位”。 汽车工业的发展离不开汽车塑料化的进程，目前我国工程塑料的自给率不足16%。据中国工程塑料协会预测
15、，2005年我国工程塑料需求增长率为15%，2010年约为10%，需求量将从2000年的44万t增长到2010年的140万t。我国汽车制造业对工程塑料需求量增长迅速，到2010年总用量将达到94万t（以塑料用量占汽车重量的5%10%计）。 PP用于汽车工业具有较强的竞争力，但因其模量和耐热性较低，冲击强度较差，因此不能直接用作汽车配件，轿车中使用的均为改性PP产品，其耐热性可由80提高到145150，并能承受高温7501000h后不老化，不龟裂。据报道，日本丰田公司推出的新一代具有高取向结晶性的聚丙烯HEHCPP产品，可以作为汽车仪表板、保险杠，比以TPO为原料生产的同类产品成本降低30%，改性PP用作汽车配件具有十分广阔的开发前景。 家用电器用聚丙烯 近几年我国家用电器产业发展迅速，品种多，产量大。2003年我国电冰箱产量为1850万台，空调器420
