HIPS-OMMT復(fù)合材料在不同燃燒模式下的對火反應(yīng)特性研究.pdf

1、本研究以高抗沖聚苯乙烯（HIPS）為主要研究對象，采用聚合物熔融插層的方法制備了HIPS/OMMT納米復(fù)合材料。以純HIPS和HIPS/OMMT納米復(fù)合材料分別代表成炭聚合物和不成炭聚合物，對不同測試方法的特點(diǎn)進(jìn)行了分析。分析表明不同測試方法所對應(yīng)的燃燒模式不同。結(jié)合復(fù)合材料的阻燃機(jī)理討論了材料特殊結(jié)構(gòu)與不同燃燒條件的相互作用，來解釋阻燃性能的差別與燃燒條件可能的關(guān)系。通過應(yīng)用掃描電鏡（SEM）和熱重分析對炭渣的分析進(jìn)一步解釋了復(fù)合材料

2、在不同燃燒模式下對火反應(yīng)的不同。
　　 錐形量熱儀試驗(yàn)、氧指數(shù)試驗(yàn)、水平垂直燃燒試驗(yàn)分別為三種不同的燃燒測試方法，都被廣泛應(yīng)用于材料阻燃性能的測試。本研究采用高速攝像儀，數(shù)據(jù)采集儀等試驗(yàn)手段分別分析了三種燃燒試驗(yàn)的燃燒環(huán)境、溫度場、火焰?zhèn)鞑?、熱傳遞等特點(diǎn)。分析表明，三種燃燒試驗(yàn)存在較大差異，屬于不同的燃燒模式。本研究還構(gòu)建了模型圖來說明這些不同特點(diǎn)的燃燒模式對材料燃燒的不同作用方式。
　　 本研究進(jìn)一步分析了HIPS/O

3、MMT納米復(fù)合材料在不同燃燒試驗(yàn)下的阻燃性能，考察了OMMT含量不同時對復(fù)合材料在三種燃燒試驗(yàn)下阻燃性能的不同影響。結(jié)果表明，在錐形量熱儀試驗(yàn)下OMMT含量增加時復(fù)合材料阻燃性能明顯提高；氧指數(shù)試驗(yàn)和水平垂直燃燒試驗(yàn)下OMMT的含量增加對材料的阻燃性能影響較小，阻燃效果不理想。通過掃描電鏡（SEM）對HIPS/OMMT納米復(fù)合材料在不同的燃燒試驗(yàn)下不同燃燒階段的結(jié)構(gòu)變化情況進(jìn)行了觀察研究。研究發(fā)現(xiàn)，在錐形量熱儀燃燒模式下，插層復(fù)合材料從

4、燃燒初期到燃燒結(jié)束蒙脫土片層的阻隔作用明顯，不斷形成了排列規(guī)整的炭層結(jié)構(gòu)。氧指數(shù)燃燒試驗(yàn)和UL-94垂直燃燒試驗(yàn)下，樣品正面受到蒙脫土的阻隔作用，內(nèi)部裂解的氣體沿著樣品側(cè)面的縫隙不斷溢出，總體上不能發(fā)揮蒙脫土片層的阻隔作用使得材料阻燃效果較差。改變內(nèi)部蒙脫土片層的取向后材料的反應(yīng)特征進(jìn)一步證明以上觀點(diǎn)。NiO的加入只能改善復(fù)合材料在錐形量熱儀試驗(yàn)的阻燃性能，在氧指數(shù)燃燒試驗(yàn)和UL-94燃燒試驗(yàn)下效果較差。對燃燒殘留物的熱重分析表明，在錐