阻燃性液晶共聚酯及其与PET共混物的性能研究

【摘要】：本文合成了含磷化合物9,10-二氢-9-氧杂-10-磷酰杂菲—对苯二酚(DOPO—HQ),并以乙酰化的DOPO-HQ(DOPO-AHQ)、乙酰氧基对羟基苯甲酸、对(间)苯二甲酸为单体,采用熔融酯交换的方法合成了含磷无规共聚酯。 利用红外光谱方法对共聚酯的结构进行了分析;利用热台偏光显微镜、DSC、广角X射线衍射(WAXD)、热重分析(TG)对共聚酯进行了研究,结果表明共聚酯具有热致液晶性,液晶织构表现为向列型;该液晶共聚酯(LCP)的结晶程度很低;具有较高的玻璃化温度(190℃)和软化温度(240℃);具有很好的热稳定性(失重5%的温度为400℃以上)和较高的热分解残余量(34.3%)。 本文对LCP与PET共混体系进行了研究。结果表明:LCP对PET体系具有良好的阻燃性,添加量为3%时,极限氧指数达到31.2,随着含磷量的增加,极限氧指数随之上升,但是继续增加时上升趋势变缓。LCP添加量为8%时,垂直燃烧试验达到FV-0级;DSC分析表明,LCP的加入对PET的结晶起到了促进的作用,并在一定程度上提高了结晶度。 通过Kissinger 方法和Friedmen方法对PET及PET/LCP共混物进行了热氧化降解动力学的研究;结果表明:液晶共聚酯的加入对PET 的降解在一定程度上起到了促进作用,但是影响不大。 PET与LCP的共混物注塑样条的力学性能测试表明:特性粘数较高的LCP在共混物中显示出更好的增强效果,特性粘数2.01dL/g的LCP加入量为10%时,共混物的拉伸强度为纯PET的1.44倍。LCP含量较低时共混物的拉伸强度有所提高,但LCP增加到20%后拉伸强度反而降低。总的来说LCP的加入并没有破坏材料的强度,但LCP的加入普遍使PET韧性降低,断裂伸长率显著下降。 WP=6 通过扫描电镜观察发现,该共混物存在两相结构,PET为连续相,LCP为分散相,两者没有相容性,其中LCP相主要以1~10μm的分散的球状、椭球状颗粒均匀分散在基体中。 通过对PET和LCP流变性能的研究,对LCP在PET中的成纤条件进行了初步的分析。研究结果表明PET和LCP都具有切力变稀的特点。熔体流动均对温度十分敏感,只能在很窄的温度范围进行流变性能测试,随着温度的升高,表观粘度下降很快,LCP的分子量是影响其流变性能的重要因素。