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玻璃纤维增强聚乳酸/聚碳酸酯合金的无卤阻燃研究

林玲  陈力  刘智丹  王玉忠  
【摘要】:本文利用玻璃纤维对PLA/PC(质量比70/30)合金进行增强改性,以改善合金的机械性能和耐热性能,并采用无卤阻燃剂FR改善GF增强PLA/PC合金的阻燃性能。通过双螺杆熔融挤出制备复合材料,然后将其注塑成特定形状用于机械性能和耐热性能测试,以及热压成相应形状用于阻燃性能测试。复合材料的机械性能以拉伸性能测试、弯曲性测试及悬臂梁缺口冲击强度测试进行表征;耐热性能以热变形温度(HDT)进行表征;阻燃性能以垂直燃烧(UL-94)与极限氧指数(LOI)进行表征;热降解行为以热重分析(TGA)进行表征。研究结果表明,玻璃纤维能够有效地提高PLA/PC合金的机械性能:PLA-PC/GF=100/30拉伸强度124.7 MPa、弯曲强度173.2 MPa、弯曲模量7305 MPa、冲击强度8.1 kJ/m2;然而HDT测试结果显示,玻璃纤维对于本体系耐热性的改善不明显(测试试样未经退火处理);阻燃剂的引入能够显著地改善GF增强PLA/PC合金的阻燃性能:PLA-PC/GF/FR=100/10/22、PLA-PC/GF/FR=100/20/25、PLA-PC/GF/FR=100/30/25均能顺利通过1.6 mm UL-94 V-0级,同时对于机械性能的恶化不严重,能保持在未添加阻燃剂时的75%以上,而且不会影响复合材料的耐热性能;TGA测试结果表明GF会促进PLA/PC基材的热降解,导致复合材料的初始分解温度T5%有所降低,同时FR也会引起T5%的降低,但能够减缓PLA/PC基材的热降解。

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