成炭性聚合物對HIPS-OMMT復合材料阻燃性能影響的研究.pdf

1、聚合物/層狀硅酸鹽（PLS）納米復合材料是一種新型的阻燃材料。這種新型材料與許多傳統(tǒng)阻燃材料相比具有多項優(yōu)異性能，如添加量少而效果明顯；對聚合物本來的性能影響小，甚至可以改善材料的力學性能、熱穩(wěn)定性及尺寸穩(wěn)定性；燃燒時生煙量小，不產(chǎn)生有毒氣體，是良好的環(huán)境友好型阻燃材料。
　　 但目前PLS納米復合材料的阻燃性能尚存在缺陷，其阻燃性能有待進一步提高。本研究選用的聚合物為高抗沖聚苯乙烯（HIPS），層狀硅酸鹽為十六烷基三甲基溴化銨

2、（CRAB）改性的蒙脫土（MMT），即有機蒙脫土（OMMT），采用聚合物熔融插層的方法制備了HIPS/OMMT納米復合材料。試驗以HIPS/OMMT納米復合材料為研究對象，主要討論成炭聚合物對PLS納米復合材料阻燃性能的影響。其中選取的成炭聚合物包括聚碳酸酯（PC）、聚醚酰亞胺（PEI）、聚苯醚（PPO）、聚苯硫醚（PPS）、酚醛樹脂（PF）等成炭率高的聚合物。
　　 將選取的成炭性聚合物與HIPS/OMMT體系進行復配，采用錐

3、形量熱儀、氧指數(shù)以及水平垂直燃燒試驗進行測試。錐形量熱儀試驗結(jié)果表明，成炭性聚合物的加入能在不同程度上降低復合體系的熱釋放速率和質(zhì)量損失速率，HIPS/OMMT納米復合材料的阻燃性能得到提高。炭渣分析表明，加入成炭性聚合物后，復合材料殘?zhí)苛吭黾?。氧指?shù)與水平垂直燃燒試驗結(jié)果表明，加入成炭性聚合物對復合體系的阻燃性能影響很小。氧指數(shù)略微提高，但效果并不明顯，某些復合體系水平燃燒阻燃級別甚至下降。
　　 傳統(tǒng)阻燃劑紅磷（RP）與成炭

4、性聚合物并用，對HIPS/OMMT復合體系阻燃性能進一步優(yōu)化。錐形量熱儀試驗表明：復合體系的熱釋放速率和質(zhì)量損失速率均明顯下降。但研究結(jié)果表明，復合體系阻燃性能的提高主要來自于紅磷的作用，成炭性聚合物所起的阻燃作用未能得到體現(xiàn)。同樣，在氧指數(shù)試驗中，復合體系氧指數(shù)呈上升趨勢，但主要作用仍然來自于紅磷，成炭性聚合物的作用無法體現(xiàn)。
　　 水平垂直燃燒試驗結(jié)果表明，在HIPS/OMMT復合體系中單獨加入紅磷，需紅磷在較高添加量下才能