IFR與POSS對NR阻燃性能的研究.pdf

1、天然橡膠(NR)廣泛用于交通運輸、建筑、石油化工、機械等各行各業(yè),和人們的生活息息相關(guān)。但天然橡膠氧指數(shù)很低,屬于易燃材料,限制了其在交通運輸、電線電纜及公共場所的應(yīng)用,因此研究天然膠的阻燃至關(guān)重要。膨脹型阻燃劑(IFR)阻燃效率較高,且屬于環(huán)境友好型阻燃劑,目前被廣泛應(yīng)用在阻燃領(lǐng)域?；\型倍半硅氧烷(POSS)作為一種新型有機-無機雜化材料,其無機內(nèi)核具有較好的耐熱性,鍵合到聚合物分子鏈中可以有效提高聚合物的熱穩(wěn)定性,同時作為一種含硅類

2、阻燃劑與常用阻燃劑復(fù)配后,可以明顯提高聚合物的阻燃性。本文基于提高NR的阻燃性和熱穩(wěn)定性,對NR進行了化學改性和物理填充改性,討論了不同阻燃劑對膨脹阻燃天然膠復(fù)合材料阻燃性能的影響。
　　實驗中采用極限氧指數(shù)儀、錐形量熱儀和熱失重分析儀分別從LOI、熱釋放速率、火災(zāi)危險評價指數(shù)及耐熱性四個方面評價了聚磷酸銨(APP)/三聚氰胺(MEL)/季戊四醇(PER)不同質(zhì)量比組成的IFR對NR阻燃性能的影響。結(jié)果表明:當APP/MEL/PE

3、R添加質(zhì)量比為4/1/1時,NR/IFR的阻燃效果最好,其中LOI可達到28.5％,熱釋放速率、最大平均熱釋放速率均達到最小值,同時體系具有較小的放熱指數(shù)和生煙指數(shù)。
　　研究POSS對NR性能的影響時,分別采用熔融改性法和溶液改性法制備了八乙烯基籠型倍半硅氧烷(OVP)/NR復(fù)合材料。利用FT-IR、ICP-OES對改性后的橡膠進行表征,結(jié)果發(fā)現(xiàn):熔融條件下POSS能夠與天然膠發(fā)生接枝反應(yīng),通過TGA、DSC對POSS/NR復(fù)合

4、體系進行熱性能分析,表明POSS的加入顯著提高了復(fù)合體系高溫下的熱氧穩(wěn)定性,且復(fù)合體系的Tg也稍有提高;利用FT-IR、TGA對溶液法改性后的NR進行表征和分析,發(fā)現(xiàn)通過溶液改性法可以將POSS鍵入到NR分子鏈上,且改性后NR的熱分解過程發(fā)生改變,熱穩(wěn)定性能得到改善,僅加入5wt%POSS時,改性NR在400~600℃時的熱穩(wěn)定性及600℃的殘余量均高于熔融法制備的POSS/NR復(fù)合材料,從而說明溶液法制得的改性橡膠具有更好的熱穩(wěn)定性。

5、
　　確定IFR的基本組成后,繼續(xù)添加可膨脹石墨(EG)、二乙基次膦酸鋁(ADP)、分子篩和籠型倍半硅氧烷與IFR復(fù)配,找出最佳協(xié)同阻燃劑。結(jié)果顯示EG與IFR存在對抗作用,EG的加入降低了復(fù)合體系的阻燃性能;而ADP、分子篩及POSS均與IFR具有協(xié)同作用,且各種協(xié)同劑與IFR之間都存在一個最佳配比。其中POSS的加入不但能夠提高NR的阻燃性能同時能夠明顯改善體系的力學性能,相同阻燃劑用量下,POSS的加入能夠明顯降低體系的熱釋