成炭性聚合物對HIPS-OMMT復(fù)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(fù)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(xué)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(fù)合材料的阻燃性能尚存在缺陷，其阻燃性能有待進(jìn)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(jī)蒙脫土（OMMT），采用聚合物熔融插層的方法制備了HIPS/OMMT納米復(fù)合材料。試驗以HIPS/OMMT納米復(fù)合材料為研究對象，主要討論成炭聚合物對PLS納米復(fù)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(jìn)行復(fù)配，采用錐

3、形量熱儀、氧指數(shù)以及水平垂直燃燒試驗進(jìn)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(fù)合體系的熱釋放速率和質(zhì)量損失速率，HIPS/OMMT納米復(fù)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(fù)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(fù)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(fù)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(fù)合體系阻燃性能進(jìn)一步優(yōu)化。錐形量熱儀試驗表明：復(fù)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(fù)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(fù)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(fù)合體系中單獨加入紅磷，需紅磷在較高添加量下才能