無鹵阻燃聚丙烯材料的性能研究.pdf

1、本文主要研究了聚丙烯(PP)材料在無鹵阻燃劑單獨使用、阻燃劑復(fù)配和復(fù)配體系改性三個方面的內(nèi)容。 首先研究了氫氧化鎂(Mg(OH)2)，聚磷酸銨(APP)和可膨脹石墨(EG)對聚丙烯阻燃性能的影響。極限氧指數(shù)測試表明，隨著阻燃劑用量的增加，材料的極限氧指數(shù)顯著上升，使材料極限氧指數(shù)達到27％的最低用量依次為：80phr，10phr，20phr(150μmEG)。采用錐形量熱儀在50kW/m2熱輻射功率下測定PP和PP/阻燃劑的熱釋

2、放速率(HRR)、有效燃燒熱(EHC)和質(zhì)量損失速率(MLR)，測試結(jié)果表明，加入阻燃劑后聚丙烯的阻燃性能得到明顯提高。通過力學性能測試可知，聚丙烯達到阻燃要求后力學性能受到不同程度的影響，其中沖擊強度下降最明顯。 通過阻燃劑復(fù)配來考察復(fù)合材料的綜合性能。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，氫氧化鎂與紅磷、硼酸鋅復(fù)配具有良好的協(xié)同阻燃效應(yīng)，同時降低了對沖擊強度的破壞；聚磷酸銨和季戊四醇(PER)、三聚氰胺(MEL)復(fù)配阻燃效果良好，且能夠避免加工過程中出

3、現(xiàn)的制品發(fā)粘、起泡等問題。 為了進一步提高聚丙烯的綜合力學性能，采用聚丙烯接枝馬來酸酐(PP-g-MAH)，乙烯-辛烯共聚物(POE)，對PP/Mg(OH)2/紅磷復(fù)合體系進行改性。結(jié)果表明PP-g-MAH能明顯改善阻燃劑與聚丙烯的相容性，當PP-g-MAH用量為15phr時，材料有較好的綜合力學性能。同時還采用新型聚烯烴熱塑性彈性體POE對聚丙烯進行增韌改性，使PP/Mg(OH)2/6磷復(fù)合體系的沖擊強度得到了明顯的提高，當P

4、OE用量為15phr時，材料具有較好的綜合力學性能。 本文對可膨脹石墨的阻燃效果和阻燃機理做了深入的研究。研究發(fā)現(xiàn)粒徑為150μm的EG比粒徑為23μm的EG阻燃效果要好，說明可膨脹石墨的阻燃效果與其粒徑大小有關(guān)。通過將熱釋放速率曲線和掃描電鏡照片對比發(fā)現(xiàn)，炭層表面大量的縫隙和空洞導(dǎo)致了材料的熱釋放速率出現(xiàn)了M雙峰。分析其阻燃機理，可知EG的阻燃效果與燃燒時生成炭層的致密程度有關(guān)，而炭層質(zhì)地的致密程度是與可膨脹石墨片層的完整程度