Page 185 - 《精细化工》2021年第10期

第 10 期 郑四龙，等: 阻燃型 PETMF/WPU 复合材料的制备与性能 ·2115·

表 2 含磷自阻燃 WPU 固含量对 PETMF/WPU 复合材料 度为 350~450 ℃，该过程为 PET 的降解。从图 6
力学性能的影响 可以看出，第二阶段降解速率相对于 PET/COPET
Table 2 Effect of solid content of phosphorous-containing 海岛纤维无纺布的降解速率较快，因为阻燃超细纤
self flame retardant WPU on mechanical properties
of PETMF/WPU composites 维需经过高温耐碱处理，减量过程中，COPET 被完
断裂强力/N 断裂伸长率/% 撕裂强力/N 全减掉，部分树脂和少量 PET 也被减掉。第二阶段
固含量/%
经向 纬向 经向 纬向 经向 纬向 降解的最大 失重率温度 为 390 ℃，远远低于
20 108.74 101.37 58.03 65.50 9.32 10.58 PET/COPET 海岛纤维无纺布的最大失重率温度。阻
25 118.04 105.36 55.59 62.16 8.90 9.95 燃剂的添加降低了 PETMF/WPU 海岛纤维无纺布的
30 121.45 105.59 47.19 56.62 8.67 9.13 热稳定性，PETMF/WPU 海岛纤维无纺布的分解需
35 132.85 118.22 54.30 56.77 8.80 10.77 要吸收热量，若 PETMF/WPU 复合材料中的阻燃剂
40 133.26 124.92 47.60 48.50 8.38 8.83 在较低温度分解时吸收较多热量，就会延缓海岛纤
维无纺布的燃烧，从而达到阻燃效果。
2.4 阻燃型 PETMF/WPU 复合材料热失重分析
2.5 相同工艺下 PETMF/WPU 复合材料的各项性
图 6 为 PETMF/WPU 海岛纤维无纺布和固含量
能分析
为 35%时制备的阻燃型 PETMF/WPU 复合材料的
在 1.2 节相同的工艺下，含磷与不含磷 WPU
TG 和 DTG 曲线。 （固含量均为 35%）制备的 PETMF/WPU 复合材料

的性能数据列于表 3。

表 3 含磷与不含磷 WPU 制备的 PETMF/WPU 复合材料
的性能
Table 3 Properties of PETMF/WPU composites prepared
with and without phosphorus WPU

PETMF/WPU 复合材料
性能
不含磷 WPU 含磷 WPU
LOI/% 22.46 31.73
垂直燃烧等级 V-2 V-0
2
单位面积最大热释放速率/(kW/m ) 428.286 248.719
2
热释放总量/(MJ/m ) 18.527 12.405
经向 153.32 132.85
断裂强力/N
纬向 127.86 118.22
经向 63.14 54.30
断裂伸长率/%
纬向 69.62 56.77
经向 9.43 8.80
撕裂强力/N
纬向 10.86 10.77

由表 3 可知，在相同工艺条件下，含磷与不含

磷 WPU 制备的 PETMF/WPU 复合材料的各性能具
图 6 N 2 气氛下 PET/COPET 海岛纤维无纺布和阻燃型 有一定的差异。含磷的 WPU 本身含有一定比例的
PETMF/WPU 复合材料的 TG(a)和 DTG(b)曲线
Fig. 6 TG (a) and DTG (b) curves of PET/COPET island 磷和氮，具有自阻燃性能。根据实验结果，含磷
fiber nonwoven and flame retardant PETMF/WPU WPU 浆料制备的 PETMF/WPU 复合材料的阻燃性
composites in N 2 atmosphere 能远远优于不含磷 PETMF/WPU 复合材料，而由于

如图 6 所示，PET/COPET 海岛纤维无纺布只有 阻燃剂的添加会导致其断裂强力、断裂伸长率和撕
裂强力等力学性能出现一定幅度的下降，但是仍然
一次热分解过程，其起始分解温度为 373 ℃，最大
高于汽车内饰高端领域的标准 [20] ，具有很大的应用
失重率温度为 430 ℃，失重 5%的温度为 215 ℃，
价值。
该过程为湿失重即水分等小分子的质量损失，400~
450 ℃过程是纤维的热分解。而阻燃型 PETMF/
3 结论
WPU 复合材料存在两次热失重：第一阶段，温度为
250~350 ℃，该过程为树脂的降解；第二阶段，温 （1）用 PET/COPET 海岛纤维无纺布含浸含磷