有機(jī)硅低聚物可作為聚碳酸酯PC新的阻燃體系。日本信越公司新近開發(fā)出了三種PC阻燃用有機(jī)硅低聚物X-40-9243、X-40-9244和有機(jī)硅樹脂X-40-9805.前兩者是甲基苯基類液體有機(jī)硅產(chǎn)品，后者則是甲基苯基類固態(tài)有機(jī)硅產(chǎn)品。它們的基本特性分別是：X-40-9243為無色透明液體，運(yùn)動(dòng)黏度(25℃)50mm2/s,相對(duì)密度(2℃)1.11.折射率(25℃)1.514.有效成分100%;X-40-9244為無色透明液體，運(yùn)動(dòng)黏度(25C)500mm2/s,相對(duì)密度(25℃)1.09.折射率(25℃)1.538.有效成分100%;X-40-9805為白色粉末，可揮發(fā)性成分(105℃/3h)<0.1%，軟化點(diǎn)95℃，有效成分100%。主要用于PC的阻燃。

　　聚碳酸酯PC樹脂阻燃的技術(shù)參數(shù)

　　PC樹脂中加入上述有機(jī)硅產(chǎn)品并熔融混勻，便可得到環(huán)境友好性和安全性優(yōu)良的無鹵阻燃PC材料。它們與PC樹脂的相容性優(yōu)良，且不會(huì)損害PC的成型性、沖擊強(qiáng)度和防濕性。添加適量X-40-9805后的PC的特性如下(括號(hào)內(nèi)數(shù)字為純PC的相應(yīng)值)：熔體流動(dòng)速率11.8(5.4)g/10min,彎曲強(qiáng)度93.0(96.0)MPa，彎曲彈性模量2.2(2.3)GPa，沖擊強(qiáng)度800(970)J/m,熱變形溫度134(138)℃，洛氏硬度60(63)，阻燃性達(dá)94V-0(V-2)級(jí)，氧指數(shù)38(28)。

　　納米CaCo3、納米Si02、蒙脫土(MMT)的改性劑與PC混合，通過錐形量熱儀研究PC合金的阻燃性能。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，阻燃PC的放熱速率、質(zhì)量損失速率、生煙速率等均顯著降低，燃燒時(shí)間增加，說明含納米粒子改性劑的PC具有阻燃性。

　　聚碳酸酯阻燃的阻燃原理

　　聚合法制備的含有無機(jī)粒子的PC合金是一種阻燃效能高、環(huán)境友好且實(shí)際可行的阻燃體系。PC/改性納米CaCO3與純PC放熱速率相比，含有改性納米CaCO3的PC合金的放熱量和放熱速率有所降低，燃燒時(shí)間增加，這有利于在引起火災(zāi)的情況下降低火災(zāi)帶來的危害，爭取更長的滅火時(shí)間。PC/改性納米Si02與PC放熱速率相比，與PC/改性納米CaCo3體系相似，放熱量和放熱速率有所降低，燃燒時(shí)間增加，只是放熱速率更加平緩，燃燒時(shí)間更長，這對(duì)滅火是非常有利的。PC/改性納米MMT與PC放熱速率的相比，放熱速率更加均勻，放熱速率平緩，燃燒時(shí)間更長，為滅火可以爭取到更多的時(shí)間。

　　這三種納米改性劑，含有改性納米Si02和改性納米MMT的PC合金的放熱慢，含有改性納米CaCO3的PC合金的放熱快。這是由于改性納米Si02和改性MMT具有較小的粒子直徑，而CaCO3的粒子直徑較大，改性納米SiO2和改性MMT比改性納米CaCO3在燃燒過程中更容易在聚合物表面形成致密的保護(hù)層，導(dǎo)致燃燒時(shí)間延長，放熱速率降低。另外，加入納米改性劑后，殘余物質(zhì)大大增加。這是由于無機(jī)粒子的存在，起到了物理阻隔的作用，阻止了聚合物的分解，使得殘余質(zhì)量增加。

　　經(jīng)過分析可知，PC燃燒后基本沒有殘?jiān)?，而含有改性納米皿丁等無機(jī)粒子的PC燃燒后有大量殘?jiān)?，結(jié)成的炭渣能夠起到兩方面的作用：①質(zhì)量傳遞屏障，即延緩了分解產(chǎn)物的揮發(fā)和擴(kuò)散，從而降低了材料的質(zhì)量損失速率;②隔熱作用，即防止未燃部分直接暴露于火焰中，減緩了燃燒熱量向未燃部分的傳遞，從而起到了阻燃作用，這是提高PC阻燃性的主要機(jī)理。另外其抑煙機(jī)理也可能與炭渣層的保護(hù)作用有關(guān)。因此一些納米改性劑也對(duì)PC 具有有效的阻燃效果。

　　聚碳酸酯阻燃劑的應(yīng)用作用

　　阻燃劑間的協(xié)同作用正引起人們的廣泛關(guān)注。以苯基硅樹脂(PPSQ)與極少量的磺酸鹽(SNN)和偏氟乙烯(PVDF)復(fù)合阻燃改性PC.0%PPSQ與0.1%的SNN,0.1% 0.1%PVDF復(fù)合阻燃PC后達(dá)到了UL94V-0 (1.6mm)，協(xié)效作用十分顯著。TG分析表明，阻燃劑間的協(xié)同作用提高了PC的起始熱降解溫度和熱降解速率，改變了PC的熱降解途徑，使降解產(chǎn)物交聯(lián)生成堅(jiān)硬的炭層而起到阻燃作用。