塑料交联与热稳定性的关系

交联是提高聚合物热稳定性的方法之一，如果阻燃剂能发生交联，则能大幅度提升材料阻燃性能。因此交联与热稳定性的关系很为人重视。在尼龙阻燃配方中，MPP阻燃剂往往容易析出，分解。可添加尼龙PA耐热稳定剂解决。为了研究塑料交联与热稳定性的关系，必须制得具有不同交联度的聚合物，并确定它们的交联度和热稳定性。交联度可采用FloryRehner法（即测定聚合物的凝胶含量和溶胀比）确定，热稳定性可采用TGA及DSC法测定，而以聚合物热裂后的不挥发残余物量或以降解量为3%~5%的温度作为其热稳定性的表征。也有人采用降解量为1%的温度来评价聚合物的热稳定性，但此1%中可能包含聚合物中存在的少量挥发物和不稳定杂质，而不能真正表征聚合物的热稳定性。另外，研究聚合物的热稳定性时，应当仔细分析其热降解曲线，观察在降解过程中是否有初级炭形成，初级炭又是否降解为次级炭等。人们已经研究过辐照交联的PA6，辐照PS、聚丁二烯、化学引发交联的苯乙烯-丁二烯共聚物、聚异戊二烯、聚氯丁二烯及苯乙烯二乙烯基苯共聚物等一系列聚合物的交联度与热稳定性的关系。

通过辐照交联的PA6，其热稳定性和阻燃性似乎均未提高，且辐照后试样经红外光谱鉴定，也未形成新键。那么，这是否能得出交联不能改善材料的热稳定性，也不能作为提高材料阻燃性的一个技术措施呢？答案是否定的，但也并非所有聚合物经交联后均能提高阻燃性。例如，丁二烯及苯乙烯共聚物经辐照或化学引发交联后（以过氧化二枯基为引发剂，在惰性气流中于120℃下交联）,起始降解温度有较大变化，500℃左右的成炭率有所增加。如系在空气中而不是在氩气中测定TGA曲线，则交联共聚物的成炭率增长更为明显。

对苯乙烯与二乙烯基苯的共聚物，其中二乙烯基苯含量不同时，共聚物的交联度不同，故通过共聚单体组成不同的共聚物的热稳定性，可推测交联度与热稳定性的关系。在氩气中的TGA测定表明，当共聚物中二乙烯基苯含量增加时，其降解温度和成炭率均增高。当二乙烯基苯含量较低时，其成炭量似乎不随温度改变；而当二乙烯基苯含量较高时，共聚物热裂解形成的炭可进一步降解。当TGA测定在空气中进行时，所得结果与在氩气中相仿，但热裂解形成的初级炭在600℃前完全降解。但甲基丙烯酸甲酯与乙二醇二丙烯酸酯形成的共聚物与上述苯乙烯-二乙烯基苯共聚物则有所不同，前者在氩气中的降解特征不随共聚物中乙二醇二丙烯酸酯的含量而改变，且此共聚物的起始降解温度比聚甲基丙烯酸甲酯均聚物低；而在空气中，此共聚物的起始降解温度则随共聚物中乙二醇二丙烯酸酯含量的增高而下降。