Page 194 - 《精细化工》2022年第2期

·398· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 39 卷

31
和 PNMR 谱图。HRMS 测试：采用高分辨质谱仪， 结果如图 2 所示。由图 2a 可见，MAH-DOPS 只有 1
以二氯甲烷为溶剂，测定阻燃剂的相对分子质量。 个熔融峰，其熔点（T m ）为 203.6 ℃。由图 2b 可见，
TG 测试：样品质量 5~10 mg，以 10 ℃/min 的升温 MAH-DOPS 具有两个热失重阶段，初始分解温度
速率在 N 2 气氛下升温 至 800 ℃， N 2 流速为 （T 5%）为 235.2 ℃。第 1 失重阶段发生在 200~300 ℃，
60 mL/min。极限氧指数（LOI）测试：按照 GB/T MAH-DOPS 的 TG 曲线峰温（T P1 ）为 245.1 ℃，失
2406.1—2008，样条尺寸为(80±5) mm×(10±0.5) mm× 重率为 16.35%，此阶段的热失重可能是由于阻燃剂
(4±0.25) mm。垂直燃烧（UL-94）测试：按照 GB/T 2408 MAH-DOPS 分解形成炭层；第 2 失重阶段从 300 ℃
—2008，样条尺寸为(125±5) mm×(13±0.3) mm× (3± 开始，MAH-DOPS 的 T P2 为 469.7 ℃，失重率为
0.2) mm。锥形量热（CONE）测试：按照 ISO 5660—1， 65.00%，主要是因为炭层的进一步氧化。当温度达
2
辐射功率为 50 kW/m ，样条尺寸为(100±5) mm× 到 550 ℃时，TG 曲线趋于平缓，700 ℃的残炭量为
(100±5) mm×(6±0.5) mm。拉伸强度、弯曲强度测试： 19.07%。由此可见，阻燃剂 MAH-DOPS 在 N 2 气氛
分别按照 GB/T 1040.2—2006、GB/T 9341—2008，拉 下具有良好的热稳定性。

伸和弯曲速率分别为 50 和 2 mm/min。缺口冲击强度
测试：按照 GB/T 1843—2008，采用液晶式摆锤冲击
试验机进行测试。SEM-EDS 测试：燃烧后的残炭断
口表面经真空喷金处理后，采用 SEM 进行断面形貌
分析，加速电压为 2 kV；采用元素能谱分析仪，在
相同的加速电压下分析残炭表面的元素含量。
TG-FTIR 测试：样品在 N 2 气氛下，以 20 ℃/min 的
速率升温至 700 ℃，红外气体池的波数范围为
–1
4000~500 cm 。
2 结果与讨论

2.1 MAH-DOPS 的结构分析
图 1 为 MAH-DOPS 的 FTIR 谱图。

图 2 MAH-DOPS 的 DSC（a）和 TG-DTG（b）曲线
Fig. 2 DSC (a) and TG-DTG (b) curves of MAH-DOPS

2.3 MAH-DOPS 对 PLA 热稳定性的影响

PLA 和复合材料 PLA/MAH-DOPS 的 TG 测试
图 1 MAH-DOPS 的 FTIR 谱图 结果如图 3 所示。由图 3 可见 ，随着阻燃剂
Fig. 1 FTIR spectrum of MAH-DOPS
MAH-DOPS 添加量的增大，复合材料 PLA/MAH-
–1
由图 1 可知，2941 cm 处为苯环上 C—H 键的 DOPS 的 T 5%、T p 和最大热失重速率（R max ）均呈下
–1
伸缩振动吸收峰，1856、1785 cm 处为酸酐上 C==O 降趋势，残炭量呈上升趋势。与纯 PLA 相比，复合
–1
键的反对称伸缩振动吸收峰，1581 cm 处为 P—Ph 材料 PLA/MAH-DOPS 的 TG 曲线均向低温方向移
–1
键的伸缩振动吸收峰，1471~1426 cm 处为苯环骨 动。PLA/MAH-DOPS-15%的 T 5% 为 287.3 ℃，比纯
–1
架的振动吸收峰，1259 cm 处为环状酸酐中 C—O PLA（335.5 ℃）降低了约 48 ℃。这是因为，
–1
键的伸缩振动吸收峰，1184 cm 处为 P—O—Ph 键 MAH-DOPS 中 S==P—C 键的稳定性低于 C—C 键，
–1
的吸收峰，937 cm 处为 P==S 键的伸缩振动吸收峰。 MAH-DOPS 的 T 5% 为 235.2 ℃，从而促使复合材料
根据 FTIR、NMR 及 HRMS 测试结果，表明已经合 PLA/MAH-DOPS 提前分解，导致其 T 5% 降低 [10,18] 。
成出目标产物 MAH-DOPS。 在 700 ℃时，纯 PLA 的残炭量为 0，复合材料
2.2 阻燃剂 MAH-DOPS 的热性能分析 PLA/MAH-DOPS 的残炭量均较低，说明 MAH-
通过 DSC 和 TG 测试了 MAH-DOPS 的热性能， DOPS 在 PLA 中以气相阻燃为主。此外，复合材料