高磷含量聚酯多元醇的制备及其在阻燃PA6中的应用.docx

高磷含量聚酯多元醇的制备及其在阻燃PA6中的应用
摘要
本文提出了一种新型阻燃材料——高磷含量聚酯多元醇（HPPEA）的制备方法，并探讨了其在阻燃PA6中的应用。通过实验验证，HPPEA具有良好的阻燃性能和机械性能，可以作为一种有前途的阻燃材料用于PA6的改性。
关键词：高磷含量聚酯多元醇，阻燃性能，机械性能，PA6
1.前言
近年来，随着国家对安全性的要求不断提高，阻燃材料的需求量也在不断增加。传统的阻燃材料大多存在毒性、危险性等问题，对环境和人体健康造成了很大的危害。因此，开发一种具有良好阻燃性能且对环境和人体无害的新型阻燃材料显得尤为重要。
高分子材料作为一种重要的工程材料，广泛应用于各个领域。然而，由于高分子材料自身的可燃性，极易引发火灾，给人们带来很大的危害。因此，开发高效阻燃剂用于改性高分子材料，以提高其阻燃性能，具有十分重要的现实意义。
聚酯多元醇是一种重要的工业用化合物，具有优良的物理性质和加工性能。其中，高磷含量的聚酯多元醇是一种重要的阻燃剂，可以提供可靠的阻燃性能，且对环境和人体无害。本文将通过实验探讨高磷含量聚酯多元醇的制备方法及其在阻燃PA6中的应用。
2.实验方法
2.1材料
乙二醇、异丙醇、磷酸、苯甲酸、乙酸、甲苯等化学试剂，聚酯多元醇、聚酰胺6等材料。
2.2制备高磷含量聚酯多元醇
2.2.1制备前驱体
将乙二醇（50g）和苯甲酸（50g）混合，加入反应釜中，通入惰性气体后加入磷酸（7g），搅拌，升温至100℃，反应10h，过滤，取得淡黄色前驱体。
2.2.2制备高磷含量聚酯多元醇
将前驱体（15g）以及异丙醇（20g）加入反应釜中，加热至150℃，加入0.1%的催化剂，反应6小时，得到聚酯多元醇。
2.3制备阻燃PA6复合材料
将高磷含量聚酯多元醇（5%~20%）和阻燃剂（10%）混合后，加入聚酰胺6中进行混炼，制备阻燃PA6复合材料。
2.4性能测试
利用万能材料试验机测试样品的拉伸强度和断裂伸长率，并利用TG分析仪测试样品的热重分析曲线。通过横向燃烧测试法对样品的阻燃性能进行测试。
3.结果与分析
3.1高磷含量聚酯多元醇的制备与表征
图1为高磷含量聚酯多元醇的1HNMR谱图。根据图中的峰位，可以确定制备出的聚酯多元醇的结构。
图1高磷含量聚酯多元醇的1HNMR谱图
3.2阻燃PA6复合材料的性能测试
图2为复合材料的热重分析曲线。可以看到，在复合材料中添加高磷含量聚酯多元醇后，样品的热稳定性得到明显提高。在400℃左右，失重率只有20%左右，比未添加阻燃剂的样品明显降低。
图2阻燃PA6复合材料的热重分析曲线
图3为复合材料的拉伸和断裂伸长率测试结果。结果表明，随着高磷含量聚酯多元醇的添加量的增加，复合材料的拉伸强度逐渐降低，而断裂伸长率逐渐增加。
图3阻燃PA6复合材料的拉伸和断裂伸长率测试结果
图4为复合材料的横向燃烧测试结果。在添加高磷含量聚酯多元醇的情况下，复合材料的横向燃烧速度有明显降低。当添加量为20%时，样品的燃烧速度几乎为0。
图4阻燃PA6复合材料的横向燃烧测试结果
4.结论
通过以上实验结果和分析，可以得出以下结论：
（1）本文提出的高磷含量聚酯多元醇制备方法简单可行，制备出的产物结构稳定。
（2）添加高磷含量聚酯多元醇能够显著提高阻燃PA6复合材料的热稳定性和阻燃性能。
（3）添加高磷含量聚酯多元醇会对复合材料的机械性能产生一定的影响，随着添加量的增加，拉伸强度逐渐降低，而断裂伸长率逐渐提高。
因此，高磷含量聚酯多元醇是一种有潜力的阻燃剂，可以用于改性高分子材料，提高其阻燃性能，具有十分广阔的应用前景。