二. POM阻燃改性

   POM的阻燃改性历来是一个难题，这与其自身特殊的分子结构有关，分子

链上两个相邻氧原子对亚甲基氢原子有较强的活化作用，导致POM热稳定性较

差，在燃烧过程中极易发生断链产生自由基，继而发生连续的链式降解，并且

90％以上的降解产物是甲醛，具有助燃效果。并且POM对酸性或碱性物质较敏

感，少量阻燃剂的分解就会引起POM大量分解，因此，适用于POM的阻燃剂

较少。此外，POM的弱极性分子链中既没有可与添加阻燃剂反应的官能团，也

难以形成氢键，导致其与阻燃剂相容性较差，阻燃剂的大量添加会造成POM力

学性能大幅下降，因此，要制得阻燃性能优良的POM具有一定的难度。 

1 填充Al( OH) 3 或Mg( OH) 2 对共聚甲醛燃烧性能的影响

表1 表明共聚甲醛填充Al( OH) 3 或Mg( OH) 2前后燃烧性能的变化。不加阻燃剂时燃烧速度很快。填充40% Al(OH) 3 或Mg( OH) 2, 燃烧速度下降约一半, Al(OH) 3 用量达到60% 时, 共混物已基本上不燃。在60%Mg( OH) 2

的场合下, 试样引燃后至熄灭前, 燃烧长度也仅为7 mm, 二者比较Al( OH) 3 的阻燃效果更好.见右表

纯共聚甲醛燃烧时, 呈兰色火焰, 燃烧很旺,燃烧过程中熔融滴落, 滴下物继续燃烧。填充40%~ 50% Al( OH) 3 的共混物燃烧时呈白色细小火焰, 燃烧过程中卷曲, 落下成灰, 不燃。填充60% Al( OH) 3 时, 表面结炭, 完全不燃

 Mg( OH) 2 与Al( OH) 3 的阻燃机理都基于脱水吸热。它们在塑料的燃烧温度下, 能分解放出水, 吸收热量, 降低材料的表面温度, 减小材料的燃烧速度, 甚至完全阻燃。分解放出的水蒸汽稀释火焰区气体反应物浓度, 也有利于阻燃 。由于Mg(OH) 2 的分解吸热量为0. 77 kJ/ g, Al( OH) 3 的分解吸热量为2. 09 kJ/ g,Mg( OH) 2 的吸热效应比Al(OH) 3 小, 所以Al( OH) 3在本体系中的阻燃效果比Mg( OH) 2 好。虽然Al ( OH) 3 的开始分解温度比Mg( OH) 2 低, 前者为200 e , 后者为350 e ,但对共聚甲醛而言, 加工温度在185 e 以下, 因而加工时不会分解。

Al( OH) 3 或Mg( OH) 2 对共聚甲醛力学性能的影响

Al(OH) 3 或Mg ( OH) 2 对共聚甲醛力

学性能的影响见图1

由图1 可见, 随阻燃剂用量的增加, 缺口冲击强度和拉伸强度均逐渐下降。Mg( OH) 2 缺口

冲击强度降低的幅度比Al ( OH) 3 的大。这可能是Mg( OH) 2 的表面极性大, 易聚集, 在共聚甲醛中的分散性比Al(OH) 3 差而引起的

2. 3 表面预处理的Al(OH) 3 对共聚甲醛力学性能的影响

为了改进填充阻燃剂Al( OH) 3 共聚甲醛材料的力学性能, 用偶联剂对Al( OH) 3 表面进行预处理后, 再与共聚甲醛共混。比较了2 种偶联剂, 即硅偶联剂及铝偶联剂的影响( 见表2) 。结果表明, 4% 铝偶联剂即可改善填充Al ( OH) 3 共聚甲醛的缺口冲击强度及拉伸强度, 而硅偶联剂基本上没有改善作用。铝偶联剂处理Al ( OH) 3后增加了Al(OH) 3 与共聚甲醛界面间的亲和性,起了桥联的作用, 从而改善了共混物的力学性能。经铝偶联剂处理过的Al ( OH) 3 与共聚甲醛共混物的燃烧性能和未经处理的Al( OH) 3 与共聚甲醛的共混物相比, 没有明显的差异( 见表3) 。

2. 4 硬脂酸锌的作用

硬脂酸锌及铝偶联剂对填充Al ( OH) 3 的共聚甲醛的力学性能及熔融指数的影响见表4。

由表4 可见,Al( OH) 3 与共聚甲醛共混时, 随Al( OH) 3 用量的增多, 熔融指数下降。加入1. 2%硬脂酸锌作为增塑剂, 改进了流动性, 又使MI 提高。但硬脂酸锌也可看作是一种表面活性剂, 促进Al( OH) 3 与共聚甲醛的粘附, 使强度也有所提高。Al( OH) 3 用铝偶联剂处理后再与共聚甲醛和硬脂酸锌共混, 则不论抗冲强度、拉伸强度或熔融指数均有较大的提高, 呈现一定的协同效应。

Al( OH) 3 阻燃效果比Mg( OH) 2 好, 将60% 的Al(OH) 3 与共聚甲醛共混, 可使其不燃。用4%铝偶联剂处理Al( OH) 3 后再与共聚甲醛共混, 可明显改善共混物的拉伸强度及缺口冲击强度。增塑剂硬脂酸锌则可改进熔融流动性。同时使用经铝偶联剂处理过的Al ( OH) 3 和硬脂酸锌可进一步提高其强度及流动性, 呈现协同效应。

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