聚电解质化聚磷酸铵对木塑复合材料性能的影响

以聚磷酸铵(APP)为原料,通过酸碱滴定法(t1-APP、t2-APP)、NaCl改性法(n-APP)和聚乙烯亚胺(PEI)改性法(p-APP)分别使APP聚电解质化,将制得的APP聚电解质加入木塑复合材料(WPC)中制备得到阻燃WPC。采用TEM、FT-IR对APP聚电解质的形貌及化学结构进行表征,采用TG、LOI及力学性能测试探讨APP聚电解质对WPC热性能、阻燃性能及力学性能的影响。结果表明:聚电解质化处理对APP形貌及晶体结构产生显著影响。经聚电解质化处理后APP结晶度及粒径尺寸下降,分散性显著提高,部分NH4+以NH4Cl形式析出;且热解初始温度和峰值温度均有所提前,700℃下残余质量显著提高。聚电解质化处理后APP保持了其良好的阻燃性能,当添加15%APP聚电解质时,t1-APP、t2-APP、n-APP和p-APP的WPC极限氧指数分别为24.9%, 23.8%, 24.7%和24.8%,与同添加量未改性APP(25.0%)保持在同一水平。同时,添加15%APP聚电解质的WPC力学性能得到显著改善,其中添加15%p-APP的WPC综合性能表现最佳,拉伸强度和模量分别为19.48和4 853 MPa,拉伸断裂伸长率和冲击强度分别为13.85%和7.72 kJ/m^2,与添加15%未改性APP相比,分别提高了18.2%, 57.0%, 39.7%和15.9%。经PEI改性后获得的APP聚电解质可以同步实现WPC阻燃和增韧。当WPC中p-APP添加量继续增加至20%和25%时,阻燃性能将进一步提高,LOI分别达到25.7%和26.7%,但强度和韧性均有所下降。