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聚甲醛（POM）阻燃劑
| 來(lái)源：邵君( 先生，國(guó)內(nèi)國(guó)際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時(shí)間：2017-10-3 15:08:03 |
聚甲醛（POM）是一種綜合性能優(yōu)良的工程塑料，具有良好的耐腐蝕性、耐油性、耐化學(xué)性、低吸水性、耐磨自潤(rùn)滑性、耐蠕變性以及突出的耐疲勞性能，是所有塑料中比強(qiáng)度較為接近金屬的樹(shù)脂品種之一。目前，在整個(gè)工程塑料工業(yè)中，聚甲醛的年產(chǎn)量?jī)H次于尼龍和聚碳酸酯，位居第三位，已發(fā)展成為當(dāng)今世界五大工程塑料之一。
隨著聚甲醛應(yīng)用領(lǐng)域的日益擴(kuò)大，對(duì)其各方面的性能要求也越來(lái)越高。由于聚甲醛的氧指數(shù)為14.9%，是塑料中較易燃燒的一種，且有熔融滴落現(xiàn)象，不能滿(mǎn)足對(duì)阻燃性能要求高的領(lǐng)域，極大地限制了聚甲醛的應(yīng)用范圍，因此需要應(yīng)用聚甲醛（POM）阻燃劑對(duì)其進(jìn)行阻燃改性。
聚甲醛熱穩(wěn)定性差，受熱易發(fā)生分解，且分解產(chǎn)物將加速聚甲醛分解；聚甲醛成型加工過(guò)程中對(duì)聚甲醛（POM）阻燃劑的要求比較苛刻，少量的聚甲醛（POM）阻燃劑分解就會(huì)引起聚甲醛材料的大量分解；此外，聚甲醛是高結(jié)晶性的聚合物，與其他添加劑相容性差。隨著添加劑用量的增加，其物理力學(xué)性能大幅度降低，因此想制得阻燃性能良好的聚甲醛具有相當(dāng)大的難度。
世界上工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家于20 世紀(jì)60 年代起就開(kāi)始對(duì)聚甲醛（POM）阻燃劑以及阻燃聚甲醛進(jìn)行研究開(kāi)發(fā)，70～80年代最為活躍[4]。我國(guó)對(duì)聚甲醛阻燃性能的研究起步較晚，在安徽省化工研究院承擔(dān)國(guó)家“八五”攻關(guān)課題《聚甲醛（POM）阻燃劑的研究》以前，聚甲醛的阻燃研究在國(guó)內(nèi)還是空白。
由于適用于聚甲醛的阻燃劑體系比較少，且阻燃劑添加方法比較單一，大量添加阻燃劑會(huì)使其力學(xué)性能明顯下降。因此，制備性能優(yōu)良的阻燃聚甲醛很困難，本文將對(duì)不同的阻燃體系、阻燃劑不同添加方法作以簡(jiǎn)要介紹。
適用于聚甲醛的阻燃劑根據(jù)不同的阻燃劑體系可分為以下幾類(lèi)。
無(wú)機(jī)阻燃劑具有熱穩(wěn)定性好、毒性小或無(wú)毒、不產(chǎn)生腐蝕性氣體，在存儲(chǔ)過(guò)程中不揮發(fā)、不析出、有持久的阻燃效果等優(yōu)點(diǎn)，并且原料來(lái)源豐富，價(jià)格低廉。特別是現(xiàn)在對(duì)阻燃產(chǎn)品的環(huán)境安全性和使用安全性的要求日趨嚴(yán)格的情況下，無(wú)機(jī)阻燃劑顯得越來(lái)越重要。目前，商業(yè)化的無(wú)機(jī)阻燃劑主要有氫氧化鋁、氫氧化鎂、三氧化二銻、聚磷酸鋅等。劉鵬波等選用Mg(OH)2作為聚甲醛 的阻燃劑，并且研究了其對(duì)聚甲醛阻燃效果及力學(xué)性能的影響。
磷酸三苯酯阻燃劑tpp具有良好的透明性、柔軟性以及抗菌性，具有耐水、耐油、電絕緣性好和相容性好的優(yōu)點(diǎn)。主要用于纖維素樹(shù)脂、乙烯基樹(shù)脂、天然橡膠和合成橡膠的阻燃增塑劑，也可用于三乙酸甘油酯薄酯和軟片、硬質(zhì)聚氨酯泡沫、酚醛樹(shù)脂、以及PPO等工程塑料的阻燃增塑。
磷酸三苯酯阻燃劑tpp質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：
外觀：白色片狀結(jié)晶
含量：≥99%；
酸值(mgKOH/g)：≤0.1；
游離酚：≤0.1%；
凝固點(diǎn)：≥47.0℃
色度(APHA)：≤60；
水分：≤0.1%
密度(50℃，g/cm3)：1.185-1.202
磷酸三苯酯(阻燃劑TPP)主要用途:用作硝化纖維、醋酸纖維膜的阻燃性增塑劑、聚氯乙烯的增塑劑、粘膠纖維中的樟腦不燃性代用品。
隨著Mg(OH )2 阻燃劑的加入，聚甲醛的阻燃性能有較大的提高，當(dāng)Mg(OH)2的加入量為60% 時(shí)，氧指數(shù)由15%提高到40%，水平燃燒速度由0.33mm/s降至0.31mm/s。但是聚甲醛與無(wú)機(jī)阻燃劑Mg(OH)2的相容性差，阻燃劑的加入使聚甲醛的力學(xué)性能下降。
馮定松等研究了在共聚甲醛中加入Al(OH)3 或Mg(OH)2，結(jié)果表明：填充40%Al (OH)3 或Mg(OH)2 其燃燒速率降為純共聚甲醛的一半，當(dāng)Al (OH)3加入量占共聚甲醛質(zhì)量的60%時(shí)，產(chǎn)物完全不燃；與Al(OH)3相比Mg(OH)2 的阻燃效果較差。將Al (OH)3 用鋁偶聯(lián)劑預(yù)處理后再與共聚甲醛共混，能明顯改善其力學(xué)性能，且不影響其阻燃性。加入硬脂酸鋅可明顯改進(jìn)其流動(dòng)性。二者并用可明顯增加共混材料的強(qiáng)度及流動(dòng)性。以36%的聚甲醛、60%的Al(OH)3、4%的鋁酸酯偶聯(lián)劑制得的Al(OH)3 阻燃聚甲醛的燃燒特性為2s內(nèi)無(wú)明火；拉伸強(qiáng)度為18.2MPa，缺口沖擊強(qiáng)度為4.0kJ/m2。
趙小平等從硼系阻燃劑中篩選3,5水合硼酸鋅；鉬系阻燃劑中篩選鉬酸銨對(duì)聚甲醛進(jìn)行阻燃改性，發(fā)現(xiàn)用150g 聚甲醛，1g抗氧劑3114，1g三聚氰胺，0.5g外潤(rùn)滑劑EBS，加入20g硼酸鋅時(shí)阻燃聚甲醛氧指數(shù)達(dá)到18%，但模壓時(shí)有較強(qiáng)甲醛氣味。此現(xiàn)象說(shuō)明，硼系阻燃劑硼酸鋅易引起聚甲醛分解，不適宜作為聚甲醛的主阻燃劑；當(dāng)加入鉬酸銨20g時(shí)阻燃聚甲醛氧指數(shù)可以達(dá)到18.5%，且加工時(shí)無(wú)甲醛氣味，所得樣板密實(shí)。鉬系阻燃劑基本上不會(huì)引起聚甲醛的分解，并且阻燃效果也較好。
將Mn、Ba、Sr、Ca或Mg的硼酸鹽加入到聚甲醛中得到自熄配方。用鉬化合物，如MoO3、MoS2、（NH4）Mo2O7、CaMoO4等和磷或磷化合物阻燃聚甲醛。
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