無鹵阻燃特殊結(jié)構(gòu)高抗沖聚苯乙烯-氫氧化鎂-微膠囊紅磷復(fù)合材料研究.pdf

1、無鹵阻燃是高分子材料阻燃領(lǐng)域的重要發(fā)展趨勢。通常情況下，在聚合物基體中引入無鹵阻燃劑后往往會降低材料的加工性能和力學(xué)性能。因此，研究不同阻燃劑之間的協(xié)同作用和提高阻燃劑的利用效率非常重要。本文選用氫氧化鎂(MH)和微膠囊紅磷(MRP)作為無鹵阻燃劑，高抗沖聚苯乙烯(HIPS)作為基體，首先制備出一系列阻燃劑在基體中均勻分布的均質(zhì)復(fù)合材料，研究 MH和 MRP之間的協(xié)同阻燃效應(yīng)以及 MRP用量對復(fù)合材料的熱氧化降解行為和燃燒性能的影響，然

2、后使阻燃劑在 HIPS基體中非均勻分布，制備一系列具有特殊結(jié)構(gòu)的HIPS/MH/MRP復(fù)合材料，采用多種手段研究了復(fù)合材料的熱分解和燃燒性能。論文的主要內(nèi)容如下：
　　1.采用熔融共混方法制備一系列不同組成的 HIPS/MH/MRP均質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)合材料。利用熱分析(TA)、掃描電子顯微鏡(SEM)、極限氧指數(shù)(LOI)、水平垂直燃燒(UL-94)、錐形量熱分析(CCT)、紅外光譜(FTIR)、X-射線衍射(XRD)等手段詳細(xì)研究了復(fù)合

3、材料的熱分解行為和燃燒性能。結(jié)果表明：MRP的氧化反應(yīng)對HIPS/MH/MRP復(fù)合材料的熱分解行為有很大影響；HIPS/MH/MRP復(fù)合材料在空氣中熱分解和燃燒時能在材料表面生成一層光滑、致密、連續(xù)的殘余物炭層；MH和 MRP對 HIPS具有顯著的協(xié)同阻燃作用，兩者以適當(dāng)比例共用時能明顯提高復(fù)合材料的阻燃性能，降低阻燃劑用量。隨著 MRP用量增加， HIPS/MH/MRP復(fù)合材料的阻燃性能先增加達(dá)到峰值，然后下降。MRP用量過多時不僅阻

4、燃性能降低，發(fā)煙量也會增加。
　　2.首先采用熔融共混方法制備一系列不同組成的均質(zhì)結(jié)構(gòu) HIPS/MH/MRP復(fù)合材料薄片，然后利用層疊熱壓方法制備出3種不同類型的非均質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)合材料:（1）阻燃劑含量從表層到芯層呈對稱性梯度分布的梯度結(jié)構(gòu)復(fù)合材料；（2）阻燃劑分別富集在復(fù)合材料的上下表面、中間為純 HIPS的夾層結(jié)構(gòu)復(fù)合材料；（3）阻燃劑沿著復(fù)合材料厚度方向呈交替層狀分布的交替結(jié)構(gòu)復(fù)合材料。采用多種手段對上述不同復(fù)合材料進(jìn)行結(jié)構(gòu)分

5、析和性能表征。結(jié)果表明：采用層疊熱壓方法能夠成功地制備出上述各種特殊結(jié)構(gòu)的非均質(zhì)復(fù)合材料，與對應(yīng)的阻燃劑含量相同的均質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)合材料相比，這些特殊結(jié)構(gòu)復(fù)合材料中阻燃劑的利用效率更高，在熱氧化降解和燃燒過程中，在特殊結(jié)構(gòu)復(fù)合材料表面能夠生成一層光滑、致密、連續(xù)的殘余物炭層，起到防火屏障作用，阻止火焰區(qū)熱量向材料內(nèi)部傳遞和材料熱分解產(chǎn)生的可燃性氣體向外逸出。尤其是在燃燒初期，這些特殊結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的熱釋放速率、熱釋放量、煙釋放速率和煙釋放量都明