DOPO衍生物/聚乳酸复合材料的热降解、阻燃及力学性能

研究9,10-二氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO)、10-(2,5-二羟基苯基)-10-氢-9-氧杂-10-磷杂菲-10-氧化物(DOPO-HQ)、6H-二苯并[c,e][1,2]氧代磷酸甘油酯,6,6'-(1,2-苯乙基)双-,66'-二氧化物(DiDOPO)三种衍生物的热分解行为,并考察了它们对聚乳酸(PLA)材料热降解、阻燃及力学性能的影响.热重分析结果表明,DOPO阻燃剂初始分解温度(T5％)仅为154℃,DOPO-HQ的T5％提高到342℃,DiDOPO的T5％达到363℃,明显高于DOPO与DOPO-HQ.对比DOPO衍生物/PLA复合材料的T5％发现,T5％(DOPO/PLA,273.5℃)＜T5％(DOPO-HQ/PLA,321.5℃)＜T5％(DiDOPO/PLA,333.8℃),呈现出与阻燃剂热稳定性相一致的递增趋势.另外,热降解动力学结果表明复合材料的热降解活化能提高.通过热重-红外光谱分析(TG-IR)、裂解-气相色谱/质谱联用(PY-GC/MS)探究DOPO衍生物/PLA复合材料的热降解行为,结果表明三种阻燃剂主要通过产生磷氧自由基实现气相阻燃作用,DOPO-HQ和DiDOPO的特征基团可能在凝聚相中发挥作用.在垂直燃烧测试中三种体系均达到Ⅴ-0级,其中DOPO/PLA熔滴最严重,DiDOPO/PLA体系熔滴得以抑制.此外,力学测试结果表明,DOPO/PLA拉伸强度比纯PLA下降83.1％,而DOPO-HQ/PLA和DiDOPO/PLA仅分别下降14.2％和15.6％.