Investigations on the flame retardant and crosslinking properties of polypropylene compounds grafted with nitrogen and phosphorus containing monomers

Publikationen: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenMasterarbeit

Autoren

Abstract

In dieser Arbeit wurden die Bildungsmechanismen und Eigenschaften von halogenfreien flammgeschützten Polypropylencompounds (PP) untersucht. Monomere, die sowohl Vinyl- als auch phosphor- und stickstoffhältige Gruppen enthalten, wurden auf PP gepfropft. Weiters wurde PP mittels dreier unterschiedlicher Mechanismen vernetzt, um sowohl die Brenneigenschaften, als auch das Tropfvermögen der Proben zu verbessern. Im ersten Teil der Arbeit wurden die Monomere Vinylphosphorsäure (VPA), 1-Vinylimidazol (VIM), Diethylvinylphosphonat (DEVP) und 4-(Diphenylphosphino)styrol unter Verwendung verschiedener Initiatoren (2,2′-Azobis(2-methylpropionamidin)dihydrochlorid (AIBA), 2,2′-Azobis(2-methylpropionitril) (AIBN) and Dicumylperoxid) polymerisiert und hinsichtlich ihrer Reaktivität untersucht. Im zweiten Teil wurden die Produkte mit dem höchsten Polymerisationsgrad (VPA und VIM), der mittels 1H-, 13C-, und 31P-NMR Spektroskopie bestimmt wurde, mit PP und verschiedenen Initiatoren, industriell eingesetzten Flammschutzmitteln und Silanen im schmelzflüssigen Zustand vermengt. Die Brenneigenschaften und das Tropfvermögen der Proben wurde mittels Flammtests untersucht und nach einem detaillierten, in dieser Arbeit aufgestellten Schema klassifiziert. Mithilfe von oszillierender Rotationsrheometerversuche wurde das Vernetzungsverhalten der Materialien charakterisiert. Die besten Ergebnisse wurden mit hohen Anteilen an VPA (3 Gew.-% von PP oder mehr) in Kombination mit PP, 3-(Trimethoxysilyl)propylmethacrylat und Dicumylperoxid erzielt. Die Anwendung von geringeren VPA-Anteilen führte nicht zur sofortigen Vernetzung der entsprechenden Proben. Dennoch konnte nach einem Temperprozess bei Raumtemperatur für 24 Stunden an denselben Proben eine Vernetzung festgestellt werden. Alle vernetzten Proben zeigten ein stark verbessertes Tropfvermögen. Dynamische Differenzkalorimetrie an den vernetzten Proben bestätigte das Vorhandensein einer zweiten Kristallmodifikation, der β-Modifikation, welche die mechanischen Eigenschaften der Materialien verbessern kann. Thermogravimetrische Analysen der Proben zeigten, dass die Wahl der Flammschutz- oder Vernetzungsadditive die optimale Verarbeitungstemperatur der Materialien nicht verändert.

Details

Titel in ÜbersetzungErforschung der Flammschutz- und Vernetzungseigenschaften von Polypropylencompounds, die mit stickstoff- und phosphorhältigen Monomeren gepfropft wurden
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDipl.-Ing.
Betreuer/-in / Berater/-in
Datum der Bewilligung30 Okt. 2015
StatusVeröffentlicht - 2015