论文部分内容阅读
聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)是第三大类合成聚合物,约占世界高分子材料总产量的18%。PET是常见的热塑性聚酯,其中PET透明薄膜因其出色的透光性能和力学性能得到了广泛的应用,但极限氧指数(LOI)值仅有18.2%,且燃烧过程中伴有严重的熔滴,这大大限制了其应用。传统阻燃剂的添加使得PET薄膜的力学性能和透明性造成了较大负面影响,因此开发绿色环保高效阻燃透明PET薄膜成为未来发展的必要趋势,具有重要的现实意义。本文制备了三种不同环保阻燃体系的透明PET薄膜。主要工作如下:1、采用LBL的方法将生物基壳聚糖(CH)、海藻酸钠(SA)和植酸(PA)通过静电层层自组装的方式生长在PET薄膜表面,得到PET(CH/SA/CH/PA)复合材料。结果表明:当三种物质浓度为0.3%时,PET复合薄膜增重为7.98%,复合薄膜在燃烧后的炭层致密,可以通过UL-94 V-0等级,LOI可以从18.2%提高到27.5%,并且N2氛围中的残炭值可以从7.90%增加到14.78%,透光率下降小于30%。2、利用硼酸和硼砂的反应制备多硼酸钠(SPB),而后与CH进行混合,得到水溶性聚电解质复合物溶液(PEC)。通过浸渍沉积法制备得到PET(SPB/CH)复合材料。结果表明:当SPB和CH的使用量分别为6%和1%时,PET复合薄膜的LOI提升至30.5%,UL-94等级达到V-0,并且微量测试中的最大热释放速率(pHRR)从679.8 kW/m2下降到473.6 kW/m2,并且涂层与薄膜界面相容性好,抗剥离性能可以达到43.35 N/m。3、在重力取向和聚乙烯醇(PVA)成膜的作用下,使得剥离后的蒙脱土(MMT)和皂锂石(LAP)有机结合沉积在PET薄膜表面得到PET(MMT/LAP/PVA)复合材料;由于两种纳米黏土的互补作用,在PET表面可以生成良好的屏障层,进而达到阻燃的目的。结果表明:PVA、MMT和LAP总固含量为0.3%,PET薄膜在增重为5.20%时,即可通过UL94 V-0等级,燃烧中的最大热释放速率(pHRR)下降40.2%,最大热释放量可以从36.2 kJ/m2下降为23.6 kJ/m2;PET薄膜的透明性下降在10%左右,氧气透过率可以由20.0 cc/m2/day下降到接近于0 cc/m2/day。