膨脹阻燃丁苯橡膠及三元乙丙橡膠-聚丙烯材料的制備和性能研究.pdf

1、膨脹型阻燃劑是近年來(lái)頗受大家關(guān)注的一類新型無(wú)鹵的阻燃劑，這類阻燃劑阻燃效果好，在高分子材料阻燃研究領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。它具有阻燃性能高、無(wú)熔滴行為，低煙、無(wú)毒和沒(méi)有腐蝕氣體生成的特點(diǎn)。本文通過(guò)對(duì)大量的國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)進(jìn)行調(diào)研，并且結(jié)合本實(shí)驗(yàn)室的相關(guān)工作，分析研究了丁苯橡膠(SBR)和三元乙丙橡膠/聚丙烯(EPDM/PP)的阻燃技術(shù)以及稀土類化合物的作用等。本文以SBR和EPDM/PP為基體，用膨脹阻燃體系中的典型阻燃劑聚磷酸銨(APP)/季

2、戊四醇(PER)組合，制備了膨脹阻燃材料，并對(duì)其熱穩(wěn)定性和阻燃性能進(jìn)行測(cè)試，重點(diǎn)考察了稀土鹽及鐵基蒙脫土對(duì)膨脹阻燃劑的協(xié)同增效作用，對(duì)其熱穩(wěn)定性以及協(xié)效機(jī)理進(jìn)行分析。
　　 稀土元素的研究日益熱門，其應(yīng)用也日益廣泛，尤其是在研制現(xiàn)代的一些新型功能性材料領(lǐng)域的應(yīng)用，稀土元素已成為不可缺少的原料。本文研究了磷酸鈰對(duì)SBR和EPDM/PP復(fù)合材料的協(xié)效阻燃性能、機(jī)械性能、以及碳層微觀結(jié)構(gòu)等的影響。研究結(jié)果表明，磷酸鈰鹽對(duì)改善膨脹性阻燃

3、SBR和EPDM/PP材料的垂直燃燒等級(jí)、減少熱釋放和增強(qiáng)物理機(jī)械性能等發(fā)揮一定的積極作用，是一種比較好的阻燃協(xié)效劑。
　　 本論文的主要研究工作有以下幾方面：
　　 1.為了能夠有效緩和膨脹阻燃材料耐水性能差的缺點(diǎn)，本文用聚氨脂樹(shù)脂包裹的APP(PUMAPP)和PER復(fù)配組成膨脹性體系用來(lái)阻燃SBR，制備了膨脹型阻燃SBR。其阻燃性能主要用氧指數(shù)法(LOI)和垂直燃燒(UL-94)表征。通過(guò)熱重分析(TGA)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，

4、添加阻燃劑后，SBR在高溫區(qū)的熱穩(wěn)定性得到提高，并且最后的碳?xì)堄嗔恳灿兴黾?。使用?shí)時(shí)紅外(FTIR)探測(cè)，結(jié)果顯示，在高溫條件下，材料會(huì)形成一種含大量磷元素的穩(wěn)固炭層。文中對(duì)添加不同阻燃劑后材料燃燒性能、力學(xué)性能及水溶性等方面進(jìn)行了對(duì)比。研究發(fā)現(xiàn)，在添加量相同的情況下，用PUMAPP的阻燃性能要優(yōu)于APP，其主要原因可能與包裹后的APP的界面和在材料中分散性有關(guān)。
　　 2.以SBR為基體，在APP和PER組成的阻燃體系加入四

5、價(jià)的磷酸鈰(CeP(IV))，考察了SBR在不同的CeP(IV)添加量下LOI以及UL-94等級(jí)的變化。同時(shí)，使用TGA考察了空氣條件下CeP(IV)對(duì)膨脹型阻燃SBR的熱失重的影響，并用FTIR對(duì)膨脹型阻燃SBR復(fù)合物進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和分析，對(duì)碳層的形貌進(jìn)行了掃描電鏡(SEM)分析。
　　 3.在對(duì)EPDM/PP體系進(jìn)行阻燃時(shí)，考察磷酸鈰(CeP)以及鐵基蒙脫土(Fe-MMT)對(duì)膨脹體系的協(xié)效作用。利用LOI、UL-94和TGA研