关键词：TPEE;阻燃;加工;结晶性;甲基次磷酸铝
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通过密炼法加工含有聚酯/甲基次磷酸铝/三聚氰胺聚磷酸盐(TPEE/AMP/MPP)的热塑性弹性体，在保持体系组成恒定的条件下，考察了加工温度和加工次数对热塑性弹性体系阻燃性能、力学性能、热稳定性和结晶性的影响。引言
TPEE主要是以聚对苯二甲酸二醇脂(PBT)作为硬段(结晶相)，聚醚或聚酯作为软段(非晶相)，交替聚合而成的嵌段共聚物。因其兼具橡胶和塑料的优点，其具有突出的强度和较好的耐高温性、耐油性、抗冲性，优良的耐低温性和抗老化性。和其他高聚物一样，TPEE容易燃烧，提高其阻燃性能在使用过程中是非常重要的。添加阻燃剂提高TPEE的阻燃性是目前所采用的最常规的方法，而阻燃剂的类型、组合方式以及体系的加工条件对TPEE产品的最终性能均有影响。甲基次磷酸铝(AMP)是一种近年来发展起来的环保阻燃添加剂，与三聚氰胺聚磷酸盐(MPP)配合，在包括TPEE等很多聚合物中均发挥出较好的阻燃效果。文章将AMP和MPP复配，并将其添加到TPEE中，重点探讨了加工温度、加工次数等加工方式的改变对该材料的力学、热学等性能的影响。工艺条件
文章主要研究了加工条件对材料结构的影响，因此，阻燃剂与协效剂配比不变，保持AMP/MPP的质量比为3∶1，TPEE中AMP和MPP的总含量为22%，密炼时间为20min。通过改变密炼温度和次数，具体加工条件如表1所示。表征与测试
氧指数测试(LOI):LOI测试所用样条的尺寸为mm×6.5mm×3mm，按照GB/T-93标准测试。UL-94垂直燃烧测试:按照ASTMD-标准进行测试。对垂直放置样品的底端施加2次10s火焰后，记录燃烧现象，根据点燃后燃烧时间以及燃烧过程中是否出现滴落引燃放置在样品正下方的脱脂棉现象，对材料进行燃烧评定。热分解分析(TGA):测试区间为40～℃，升温速率为20℃/min，气氛为氮气，样品质量为5～10mg。差示扫描量热测试(DSC):以10℃/min的升温速率从30℃升至℃，然后降至30℃，再次升至℃。氮气气氛，样品质量为5～10mg。结果与讨论
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不同加工工艺对阻燃性能的影响
表2为燃烧测试结果。同等条件下，在温度为℃时的氧指数略高于℃时的氧指数。并且2种温度下的氧指数均高于纯TPEE。其中，配方3-℃中材料的氧指数最高，并通过了垂直燃烧UL-94V-0级，且燃烧中未见滴落现象。可见密炼次数和温度对燃烧行为产生了影响，证明此配方能够达到阻燃目的。2
不同加工工艺对力学性能的影响
表3是材料力学性能与加工工艺之间的关系。结果表明，加工工艺对材料断裂伸长率的影响较大，总体而言，断裂伸长率明显降低，但拉伸模量均高于纯TPEE，拉伸强度比纯TPEE均有所下降。可以看出，加工次数增多，温度增高均会导致强度下降。原因是加工温度不同和加工次数不同，晶核的大小、数量不同，熔体冷却时，结晶速度不同，晶体尺寸大小和均匀性也不完全相同。3
熔融性能和结晶性能
（1）不同加工工艺对熔融性能的影响
表4为DSC测试的材料玻璃化转变温度(Tg)，熔融峰值温度以及熔融焓的数据。阻燃剂的加入使材料的熔融峰值温度有所增大，而熔融焓有所减小。高分子晶体表面存在的不规则区对熔融热的贡献较少。在加入阻燃剂(相当于成核剂)以后，TPEE晶体尺寸减小，表面积增大，不规整区域相对增多，导致峰值温度升高、熔融热降低。（2）不同加工工艺对结晶性能的影响图1和表5结果表明，阻燃剂的加入使材料的结晶峰值温度明显升高，而结晶焓有所减小，峰趋于尖锐，晶体结构更为完善。晶体大小和缺陷程度都变小，晶体数目增多，也进一步确定了上文熔融焓减小的原因。4
不同加工工艺对热稳定性的影响
由图2和6表结果可知，复合材料失重5%的温度比纯TPEE有所降低，而材料失重50%的温度变化相差较小，说明材料耐热性能略有降低，但残炭率的升高幅度较大，能较好地隔绝外界氧气和热量的传递，使材料的阻燃性能大大提高。5
不同加工工艺对结晶方式的影响
从图3中可以看出，复合材料都在2θ为17.43°、21.04°、23.26°附近处出现了3个衍射峰，而根据相关文献可知，TPEE会在17.41°、20.56°、23.63处出现3个衍射峰，复合材料与TPEE出现峰的位置基本相同。由此可见，阻燃剂的加入和加工方式的改变并未改变TPEE的结晶方式，故材料总体上仍能较好地保持原有优良的性能。结论
1)虽然加工次数不同、温度不同，但复合材料的氧指数均超过纯TPEE，且阻燃等级合格。2)加工方式的改变使拉伸性能发生明显变化，当加工次数为1～2次时，材料断裂伸长率较小(低于15%)，当材料加工至第3次时，断裂伸长率出现回升，最高至45.45%。此外，拉伸强度也随着加工次数的增加逐渐降低。3)XＲD结果表明，复合体系中TPEE结晶峰的峰位置与纯TPEE一致，因此，阻燃剂的加入和加工方式的改变并未改变材料的结晶结构；DSC结果显示，复合体系中TPEE结晶热焓低于纯TPEE，结晶规整性和结晶度均有所降低。4)随着加工次数的增加，T50%变化较小，残炭率提升幅度明显变大，从而使材料的阻燃性能得到较大提高。原因在于增加加工次数，阻燃剂的分散性增强，并在树脂中均匀分布，分解燃烧过程中能有效阻止TPEE的分解和燃烧热的扩散。综上所述，对于组成一定的复合材料体系，改变加工条件能有效调配和控制材料的性能。加入汽车轻量化产业链通讯录
石红，刘学清，郑亿琦，曹睿，任园园(江汉大学，化学与环境工程学院，光电化学材料与器件教育部重点实验室，湖北，武汉456)
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