包覆紅磷的制備及其在木塑復(fù)合材料中的阻燃研究.pdf

1、本論文以氫氧化鎂和聚乙烯(PE)為囊材，紅磷為囊心，通過(guò)沉淀法制備了無(wú)機(jī)包覆紅磷(IERP)和有機(jī)-無(wú)機(jī)雙層包覆紅磷(OIERP)阻燃劑。通過(guò)對(duì)合成工藝參數(shù)的優(yōu)化，確定了無(wú)機(jī)包覆紅磷合成的最優(yōu)工藝條件，并將其應(yīng)用于木塑復(fù)合材料中，考察兩種包覆紅磷阻燃劑對(duì)木塑復(fù)合材料的阻燃性能和力學(xué)性能的影響。運(yùn)用熱分析討論木塑復(fù)合材料的熱分解特性，通過(guò)單一升溫速率法，計(jì)算材料的活化能，并通過(guò)加入阻燃劑后活化能的變化規(guī)律研究包覆紅磷阻燃劑的阻燃機(jī)理。

2、r>　　本論文主要研究結(jié)果如下:
　　(1)通過(guò)直接沉淀法制備無(wú)機(jī)包覆紅磷，利用單因素實(shí)驗(yàn)和正交實(shí)驗(yàn)確定無(wú)機(jī)包覆紅磷制備的最優(yōu)工藝條件:反應(yīng)溫度80℃，攪拌速度300r/min，氫氧化鈉溶液濃度1mol/L，微膠囊紅磷中氫氧化鎂的比例30％。
　　(2)利用掃描電鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)、X射線光電子能譜儀(XPS)、熱重分析(TG)、傅里葉紅外(FT-IR)等分析手段對(duì)兩種包覆紅磷阻燃劑的性能進(jìn)行表征。結(jié)果表明，紅

3、磷表面被氫氧化鎂和PE很好地包裹，顏色變淺，IERP和OIERP的包覆率分別為81.5％和91.4％，同時(shí)其吸濕率分別為2.5％和1.4％，抗氧化性分別為0.56 mg/(g·h)和0.16mg/(g·h)，相比于紅磷的吸濕率(10.6％)和抗氧化性(8.24 mg/(g·h))均得到明顯改善，無(wú)機(jī)包覆紅磷阻燃劑在340～540℃范圍內(nèi)的失重率明顯高于紅磷約60％，其殘?zhí)苛勘燃t磷高34％左右。
　　(3)將兩種包覆紅磷阻燃劑應(yīng)用于

4、木塑復(fù)合材料中，通過(guò)氧指數(shù)和垂直燃燒性能測(cè)試得到，木塑復(fù)合材料的氧指數(shù)隨包覆紅磷添加量的增加而增大，分別添加8％ IERP和10％ OIERP到木塑復(fù)合材料中，都能達(dá)到UL94Ⅴ-0級(jí)，表明氫氧化鎂和紅磷發(fā)揮了較好地阻燃作用，同時(shí)二者也可能具有協(xié)同效應(yīng)。但木塑復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率和彎曲強(qiáng)度均隨包覆紅磷添加量的增加而降低。
　　(4)木塑復(fù)合材料的熱解主要分為三個(gè)失重階段:第一失重階段(220～380℃)，第二失重階段(4