热塑性聚氨酯/聚偏二氟乙烯复合材料的阻燃与力学性能

摘要

[目的]探究聚偏二氟乙烯（PVDF）含量对于热塑性聚氨酯（TPU）/PVDF复合材料的阻燃与力学性能的影响．[方法]采用熔融共混的方法制备不同比例的TPU/PVDF复合材料，并比较分析各复合材料的微观结构、热稳定性、阻燃及力学性能．[结果]结构方面，加入PVDF会导致复合材料的脆断表面逐渐粗糙直至出现较大的裂缝和孔隙．热稳定性方面，随着PVDF质量分数的增加，复合材料的残炭率逐渐提高，热稳定性不断增强．其中，添加50%（质量分数，下同）PVDF复合材料的残炭率较纯TPU提高约2.43倍．阻燃性能方面，PVDF能逐渐提高复合材料的阻燃性能．其中，添加50%PVDF后，复合材料的热释放速率峰值（PHRR）、总放热量（THR）、产烟速率峰值（PSPR）和总产烟量（TSP）相较于纯TPU分别下降55.1%,40.3%,36.4%和47.4%．随着PVDF质量分数的增加，复合材料残炭的微观结构逐渐致密且连续，石墨化程度不断提升，炭层质量逐步提高．力学性能方面，PVDF的引入使得复合材料的拉伸强度先略微提高然后不断降低，而断裂伸长率则持续下降．[结论]以上结果表明，PVDF的引入能显著提高TPU/PVDF复合材料的阻燃性能，但过量的PVDF会使复合材料的力学性能急剧下降．

关键词

热塑性聚氨酯 / 聚偏二氟乙烯 / 复合材料 / 阻燃性能 / 力学性能