采用特性粘数法研究阻燃性液晶共聚酯/PET共混物热氧化降解性能

符英苑

摘 要：对具有阻燃性的含磷液晶共聚酯（LCP）和聚酯（PET）按不同比例进行熔融共混物的研究。采用简便的特性粘数法对共混物进行热化学降解研究，发现热氧化降解机理较为复杂，影响因素不单纯，降解反应不能简单理解为一级反应，有可能为高级反应。

关键词：LCP；PET；热氧化降解；特性粘数；阻燃

0 引言

PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）是一种用途广泛的热塑性高分子材料，具有断裂强度和弹性模量高、热稳定性好、耐光耐候性好等优点。但PET具有可燃性，因此，对PET进行阻燃化处理是十分必要。本文采用特性粘数法，对不同比例的LCP/PET熔融共混物进行热氧化降解研究。

1 实验部分

1.1 试剂与仪器

苯酚：试剂厂

四氯乙烷：试剂厂

PET：长丝切片

LCP：自制

盐浴：自制

1.2 热氧化降解实验

①共混：LCP/PET比例为0/100、10/90、20/80；

②加热至265℃、285℃、305℃和315℃，将共混样反应瓶放进盐浴锅，隔一定时间取样。

1.3 LCP/PET特性粘数测定

样品溶于苯酚/四氯乙烷（质量比1：1）中，用乌氏粘度计在30℃测特性粘数。

2 结果与讨论

2.1 采用特性粘数法

断裂键数量与聚合物数均聚合度关系：

1/[η]t1.22-1/[η]01.22=0.5K[η] t/（2.1×10-4）1.22

[η]0为样品初始特性粘度；

[η]t为t时刻样品特性粘度；

K[η]为降解反应速率常数。

2.2 不同样品在不同温度下热氧化降解产品的特性粘数随时间变化

2.3 不同样品在同一温度下的1/[η]t1.22 - 1/[η]01.22随时间变化的动力学曲线

通过作图法求降解速率常数，按一级反应动力学处理三种样品在不同温度下的热氧化降解速率常数，265℃、285℃、305℃和315℃的K[η] 由实验数据获得：

K[η]=斜率×2×（2.1×10-4）1. 22

结果如表1和表2所示：

3 结论

通过特性粘数法研究纯PET和LCP添加量为10%和20%共混物的热氧化降解性能。实验结果表明：三种样品随着温度的上升，特性粘数下降，分子量下降，降解速率常数上升，活化能先上升后下降。单纯从降解速率常数可证明添加LCP后，低温时，体系降解变慢，可当温度高于285℃后，降解速率增大，促進PET的降解。降解趋势总体表现为：开始较快，后面转缓。

由于热氧化降解机理较为复杂，影响因素不单纯，降解反应不能简单理解为一级反应，有可能为高级反应。

本实验只得到一些初步结果，有待于进一步的研究。

参考文献：

[1]陈晓婷.阻燃性液晶共聚酯及其与PET的原位复合物[D].成都：四川大学，2002.

[2]王玉忠.聚酯纤维阻燃化设计[M].成都：四川科学技术出版社，1994.

[3]吴博.含磷阻燃共聚酯的研究[D].成都：四川大学，2001.