ABS无卤阻燃复合材料因强度和模量的不足而导致其使用范围受限,本实验选用红麻纤维(KF)对其进行增强改性。系统考察了KF用量和长度,对ABS复合材料的影响。结果表明,当KF的用量为30份、长度为10mm时,复合材料的性能较优。但纤维中含有大量的吸水基团,使纤维在树脂中仍不能起到良好的增强作用。因此,本实验又分别考察了碱处理、偶联剂处理、接枝改性处理以及ABS-g-AA相容剂对复合材料力学性能和微观结构的影响,结果发现接枝改性处理后的KF增强效果最为显著。 KF接枝改性处理是采用过硫酸钾为引发剂,引发甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)与KF接枝共聚,通过红外光谱对反应物KF-g-GMA进行了表征,并系统考察了反应条件对接枝率的影响。结果表明：在引发剂与GMA配比为0.15：1,GMA与KF配比为2：1,反应温度90℃,反应时间3h的条件下,接枝反应能够顺利进行且有较高的接枝率。扫描电镜结果显示接枝处理有益于纤维与树脂的界面结合,所得ABS/KF-g-GMA复合材料的力学性能和吸水性能得到明显改善。 此外,为了提高ABS复合材料的阻燃性能,本实验还对KF进行了阻燃处理。首先,选择氮磷膨胀型阻燃剂聚磷酸铵(APP)和APP/季戊四醇(PER),采用物理浸渍原理对红麻进行无卤阻燃处理,以提高红麻的耐热性和阻燃性。考察了膨胀阻燃体系以及红麻碱处理对浸渍阻燃效果的影响。通过红外光谱、扫描电镜、氧指数、垂直燃烧等测试,对比分析了浸渍处理前后红麻的耐热性能和阻燃性能的变化,并对膨胀阻燃机理进行了研究。结果表明：红麻经过碱处理再浸渍处理,具有较好的热稳定性能和阻燃性能,其氧指数可达32.8,阻燃等级为V-0级。另外,本实验还合成了一种无卤阻燃单体,通过KF酯化反应将含有阻燃元素P、N的单体引入红麻分子结构中,从而提高KF的耐热性能和阻燃性能。对比两种阻燃处理方法可发现,物理浸渍不能改变KF的分子结构,而酯化反应能够削弱红麻的吸水性,且能够提高与树脂的相容性,所得复合材料性能较好。 最后,采用两种方法合成的热致液晶高分子(TLCP)分别与KF复配增强ABS,结果表明采用熔融法合成的TLCP-2增强作用明显,这是由于在TLCP-2分子设计时,引入了柔性链,能够降低其熔点,更适合与ABS树脂的加工成型。

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