高效解决聚对苯二甲酸乙二醇酯PET阻

摘要本文中我们合成了一种含苯并咪唑结构的单体，并将其引入到PET主链中制备一系列不同引入量的共聚酯。对所得共聚酯进行极限氧指数、垂直燃烧以及锥形量热测试。当单体引入量为6mol%时，共聚酯的极限氧指数达到31.0%，同时能通过垂直燃烧UL-94V-2等级，峰值热释放速率(PHRR)和峰值烟释放(PSPR)与纯PET相比分别下降了32%和26%，表明该无卤无磷PET共聚酯具有良好的阻燃抑烟性能，即具有低火灾危害。吴万寿，汪秀丽，王玉忠卖阻燃剂的小女孩

1引言

聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)具有优良的综合性能，从而被广泛应用于合成纤维、工程塑料、包装材料等领域。然而，纯PET极易燃烧，在燃烧时会产生严重的熔滴现象，加速火焰蔓延并引起二次伤害。卖阻燃剂的小女孩在聚酯阻燃改性中，通过共混的方式添加含磷阻燃剂是一种有效的方法，能在较低磷含量下赋予材料较好的阻燃性能。然而，市场上使用的含磷阻燃剂几乎都是通过促进“熔体滴落带走热量”的方式达到阻燃目的，带来更严重的熔滴现象。此外，添加型阻燃剂还存在易迁移，阻燃性能不持久等缺点。卖阻燃剂的小女孩根据文献调研，我们发现含苯并咪唑结构的聚合物具有优异的成炭能力。因此，向聚酯主链中引入苯并咪唑结构有望提高共聚酯的阻燃抗熔滴性能[1]。

本文通过结构设计合成了一种含苯并咪唑结构的单体，并将其引入PET主链中得到一系列PET共聚酯，并通过极限氧指数、垂直燃烧以及锥形量热等测试对其阻燃性能进行研究。

2实验部分

2.1主要原料

对苯二甲酸二甲酯(DMT)，乙二醇(EG)，催化剂，BM(实验室自制)

2.1PET共聚酯PETMs的制备

将不同比例(2mol%，4mol%，6mol%)的单体BM，DMT，EG以及催化剂加入到聚合瓶中，在氮气保护下，于,以及oC各酯交换1h。随后，升温至oC，在高真空下进行熔融缩聚，卖阻燃剂的小女孩得到共聚酯。分别命名为PETM2，PETM4以及PETM6。

将不同比例(2mol%，4mol%，6mol%)的单体BM，DMT，EG以及催化剂加入到聚合瓶中，在氮气保护下，于,以及oC各酯交换1h。随后，升温至oC，在高真空下进行熔融缩聚，得到共聚酯。分别命名为PETM2，PETM4以及PETM6。

3结果与讨论

Figure1DigitalpicturesofPETandPETM6burningprocessduringverticalburningtest.

Figure1是PET以及PETM6在垂直燃烧测试过程中的数码照片。对于纯PET，样条点燃之后剧烈燃烧，卖阻燃剂的小女孩同时产生严重的熔滴，样品无法自熄而且几乎没有炭层形成。而共聚酯PETM6在点燃后迅速在燃烧区域形成炭层。第一次点燃后，样条6s后熄灭，第二次点燃后，样条3s后熄灭，表现出很好的自熄性。但有熔滴产生，并引燃脱脂棉，所以为UL-94V-2级。

Figure2ConecalorimetrycurvesofPETandPETM6(a)HRR,(b)SPR.

Figure2是PET以及PETMs的锥形量热测试中的热释放以及烟释放曲线。从a图中，我们可以看出，随着单体BM的引入，共聚酯的峰值热释放逐渐降低。同时共聚酯的峰值烟释放速率也有明显降低（图b）。

Table1中列出了锥形量热、极限氧指数以及垂直燃烧测试的结果。锥形量热测试中，当BM引入量为6mol%时，峰值热释放速率(PHRR)从纯PET的kWm-2降低到PETM6的kWm-2，降低幅度约32%。峰值烟释放(PSPR)也从纯PET的0.m2s-1降低到PETM6的0.m2s-1，降低了约26%。同时其极限氧指数也从纯PET的22.0vol%提高到PETM6的31.0vol%，并且在垂直燃烧测试中通过UL-94V-2级。这些结果表明共聚酯具有很好的阻燃、抗熔滴以及抑烟性能。

Table1Conecalorimetrytest,verticalburningandLOIresultsofPETandPETM6.

4结论

我们成功合成了一种含苯并咪唑结构的单体，并将其用于PET的阻燃抗熔滴研究。阻燃测试结果表明BM引入量为6mol%时，PHRR和PSPR分别降低了约32%和26%，其极限氧指数提高到31.0vol%。并且在垂直燃烧测试中通过UL-94V-2级。研究结果表明这种无卤无磷单体是一种高效的聚酯用阻燃剂。