无卤阻燃聚乳酸的制备及性能测试.doc

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1、产品设计报告题目：无卤阻燃聚乳酸的制备及性能测试学院：专业：学号：姓名：指导老师：完成日期：《无卤阻燃聚乳酸的制备及性能测试》任务书一、产品设计的性质、任务与目的1.产品设计的性质本课程是高分子材料与工程专业的一门实用性很强的专业课程。学生在学完高分子化学、材料添加剂化学及高分子材料成型加工课程后，综合运用所学相关知识，进行初步的产品设计。2.设计任务：①撰写简要设计说明书；②绘制具体反应工艺流程图；③说明助剂选择原因，助剂结构及基本物性，工艺具体参数及数据来源，产物各方面性能测试表征，具体评判依据。3.设计的目的①学习聚合物熔融共混工艺，了解螺杆挤出机基本操作，掌握测试塑料

2、阻燃性能的基本操作，掌握测定热塑性聚合物熔体流动速度的方法；②掌握检索文献的方法；③通过阅读文献，了解并掌握无卤阻燃聚乳酸的制备及性能测试，并能完成无卤阻燃聚乳酸的制备与性能测试报告；④通过产品设计使学生掌握应具备的基本高分子材料产品设计技能。二、产品设计的主要内容1、完成原料、加工工艺等的选择和优化；2、说明助剂选择原因，助剂结构及基本物性，具体投料比，生产工艺条件、产物各方面性能测试表征，具体评判依据；3、说明该材料具体可以制备什么产品，需附具体加工设备；4、画出具体反应工艺流程图。目录一、绪论二、制备方法及设计优点三、助剂选择及工艺参数四、实验仪器与设备五、性能测试1、

3、氧指数2、扫描电镜照片3、差热分析4、力学性能测试5、韧性测试6、热稳定性7、降解性8、红外光谱分析六、材料成型方法七、产品用途八、展望九、参考文献一、绪论聚乳酸(PLA)是由乳酸合成的无毒、可完全生物降解的聚合物，具有良好的生物相容性和可降解性,已被应用于生物医药方面，也被普遍认为是传统石油类原料的潜在替代品。但是，PLA耐热性能差，容易燃烧，并伴有熔滴现象，玻璃化转变温度较高(约55~65℃)，在常温下呈现硬而脆的性质,从而严重限制了它的应用。欲将PLA应用于电子电器、汽车、家电等产品的零部件及生物医药方面，必须对其进行阻燃改性和增韧处理。二、制备方法及设计优点1、制备方

4、法先将阻燃剂进行表面改性，再将改性后的阻燃剂、聚乳酸、其它助剂共混挤出得到产品。具体步骤如下:(1)将聚乳酸、阻燃剂分别在30~120℃下真空干燥1~24小时，以除去水分;(2)将步骤(1)得到的处理后的阻燃剂与阻燃助剂、抗氧剂按照重量比在干燥的容器内进行搅拌，使其混合均匀，得到阻燃混合物;其各组分的重量百分比为:阻燃剂　　　　　　69~98.5wt%阻燃助剂　　　　　0.5~30wt%抗氧剂　　　　　　1~10wt%其总重量满足100%;(3)将步骤(1)得到的处理后的聚乳酸、步骤(2)得到的阻燃混合物、偶联剂、增韧剂按重量比加入到干燥的容器内，混合均匀，然后熔融共混;采用

5、双螺杆挤出机得到所需产品;其中各组成的重量百分比为:聚乳酸59.4~95wt%阻燃混合物2~20wt%增韧剂2~30wt%其余为偶联剂，其总重量满足100%;采用的双螺杆挤出机，挤出机中熔融挤出、造粒,挤出机机筒各段温度依次为160、175、180、180、180、180、175℃，螺杆转速为60r/min，喂料速率为3kg/h，物料挤出后经冷却、切粒、干燥得到阻燃改性聚乳酸。2、该设计的优点在于:(1)选用环境友好的无卤阻燃剂与聚乳酸进行复合，所得的制品完全满足环保的要求。(2)选用无卤阻燃剂与聚乳酸进行复合，所得的制品具有良好的阻燃性能，制品满足UL94VO或UL94V1

6、级标准，可应用于航空、汽车、电子等对阻燃性能要求苛刻的领域。(3)制备方法简单有效、工艺条件温和，适用于工业化生产。(4)可以根据产品的要求调节阻燃剂的用量、配方，控制生产成本;三、助剂选择及工艺参数（1）聚乳酸重均分子量为，由乳酸合成的无毒、可完全生物降解的聚合物，具有良好的生物相容性和可降解性。但是，PLA耐热性能差，容易燃烧，并伴有熔滴现象，玻璃化转变温度较高(约55~65℃)，在常温下呈现硬而脆的性质。（2）阻燃剂有机磷系阻燃剂9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)具有抗氧化性、无烟、无毒和优良的耐水性,已用于聚酯及环氧树脂阻燃。同时DO-P

7、O又是新型反应型阻燃剂中间体,能与苯醌反应合成衍生物10-(2,5-二羟基苯基)-10-氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO-HQ)。DOPO-HQ具有高效的阻燃性,无烟、无毒,由于磷-碳键存在,化学稳定性好，耐水，能永久阻燃且不迁移,在提高高分子材料的阻燃性、热稳定性和有机溶解性的同时，保持或部分改变高分子材料的力学性能。DOPO-HQ可以通过共聚键入聚酯、聚醚、聚酰胺链中,提高聚合物阻燃性和热稳定性。因DOPO-HQ与聚酯相容性良好，所以对阻燃体系物理力学性能的影响较小。（3）阻燃助剂