PET如今已经成为产量最高、应用最广的合成纤维制品。基于PET的无纺布在许多领域有着越来越广的用途,例如农业,汽车工业,建筑业,家庭装修装饰,卫生保健等行业。低熔点聚酯是一种重要的生产无纺布的原材料。但是,由于低熔点聚酯本身是极其易燃的,使得其在需要阻燃的领域的使用受到了极大的限制。在这篇文章中,研究开发了一种新的低熔点阻燃共聚酯。
本论文中,通过用对苯二甲酸(TPA),乙二醇(EG),己二酸(AA),新戊二醇(NPG),和2-羧乙基苯基次膦酸(HPPPA)经过酯化和缩聚两个步骤制备(Scheme 1)出了一种新型主链含磷低熔点聚酯(PENTA)。此外还用DSC测试及燃烧测试研究了AANPG和HPPPA对PENTA的熔融性能和燃烧性能的影响。本论文使用的原料均为市售易得。Table 1 是对相同工艺条件下制备出的主链含磷低熔点阻燃共聚酯PENTA的特性黏数测试表,从中可以看到各个样品都具有较高的特性黏数。当样品在280℃恒温5min消除热历史以后,在以10 °C /min的升温速率升到280 °C,所得的DSC第二次升温曲线见Figure 1a。从Figure 1a和Table 2中可以看到,PENTA0-50的熔点(Tm)是174.2°C,相对于纯PET的熔点要低得多,这是由于己二酸的引入增大了聚酯分子链的柔顺性而导致的。此外在Figure 1a中,除了PENTA0-50以外,其他样品的二次升温曲线并没有出现明显的熔融吸热峰,这是因为HPPPA和NPG中的苯基及甲基存在破坏了聚酯链段的规整性,从而没有出现明显的熔融峰。为了能更好的研究PENTA30-50PENTA30-50-3PENTA30-50-5的熔融行为,样品在90°C
真空退火12 h后,然后再以10 °C /min的升温速率从0°C升到280 °C。从Figure 1b可以看到这3个样品都出现了明显的多重熔融峰。一般认为,在高于退火温度10 °C的较低的熔融吸热峰,是二次结晶生成的晶体的熔融,而紧邻着它较高处的熔融吸热峰才是主熔融峰。从Table 2中DSC的数据中可以看出,随着HPPPA含量的增高,PENTA30-50PENTA30-50-3和PENTA30-50-5的熔点逐步降低。
本论文用LOI 和UL-94来研究PENTA的燃烧性能。如Table 3,随着HPPPA含量从0到5 wt%,PENTA的极限氧指数从24提高到了32.2而UL-94等级也从V-2提高到了V-0。显而易见,加了HPPPA的PENTA表现出了更好的燃烧性能,阻燃剂HPPPA的加入在降低聚酯熔点的同时也能明显改善低熔点聚酯的阻燃性。