無鹵阻燃硅橡膠及其復(fù)合材料結(jié)構(gòu)與性能研究.pdf

1、近年來,對(duì)高分子材料進(jìn)行高效無鹵阻燃成為研究熱點(diǎn)。阻燃劑的大量添加在提高高分子材料阻燃性能的同時(shí),會(huì)影響材料的力學(xué)性能和熱性能等。本文研究思路是,對(duì)阻燃劑進(jìn)行改性制備,再將阻燃劑應(yīng)用于硅橡膠(SR)及聚甲醛(POM)材料中,考察阻燃劑與材料的阻燃性能、力學(xué)性能及熱性能之間的聯(lián)系,以期使材料阻燃性能提高的同時(shí),實(shí)現(xiàn)材料保持較好的力學(xué)性能。
　　在本文中,對(duì)聚磷酸銨(APP)阻燃劑進(jìn)行了酚醛樹脂微膠囊化處理,采用的方法為物理包覆法;對(duì)

2、氫氧化鎂[Mg(OH)2]進(jìn)行化學(xué)包覆法改性,得到密胺樹脂微膠囊化Mg(OH)2阻燃劑。傅里葉紅外光譜(FIR)測(cè)試證實(shí)阻燃劑中含有囊材材料,掃描電鏡(SEM)中明顯觀察到阻燃劑的“囊-芯”結(jié)構(gòu)。
　　微膠囊化APP阻燃劑比APP粉末的燃燒點(diǎn)提高了30.9℃。將微膠囊化APP阻燃劑以不同組份分別加入至硅橡膠中,硅橡膠試樣的阻燃性能得到了明顯的提高。添加40份微膠囊化APP阻燃劑可以使硅橡膠的氧指數(shù)達(dá)到33％,相比較含有40份未改性

3、APP的硅橡膠試樣,經(jīng)過包覆的阻燃劑使材料的氧指數(shù)提高了6%,拉伸強(qiáng)度提高了66%。SEM觀察微膠囊化APP阻燃劑與基體的相容性得到改善。
　　微膠囊處理后的Mg(OH)2阻燃劑比純Mg(OH)2粉末的燃燒點(diǎn)提高了123.1℃,達(dá)到464.5℃。將微膠囊化 Mg(OH)2阻燃劑加入至硅橡膠中,發(fā)現(xiàn)氧指數(shù)最高可達(dá)32.5%,對(duì)比純Mg(OH)2改性的硅橡膠復(fù)合材料,試樣的氧指數(shù)提高了23%,拉伸強(qiáng)度提高了16.3%,SEM觀察發(fā)現(xiàn)阻

4、燃劑與基體的相容性得到改善。
　　為了研究復(fù)合阻燃劑對(duì)硅橡膠的無鹵阻燃協(xié)同阻燃效果,實(shí)驗(yàn)將不同組分組合的Al(OH)3、APP、Fe2O3添加至硅橡膠。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),復(fù)合阻燃劑可以使硅橡膠的氧指數(shù)得到了大幅度的提高,SR/APP/Al(OH)3(100/30/45)的氧指數(shù)達(dá)到38%。SEM圖片看出復(fù)合材料的相容性不好,使材料的力學(xué)性能下降。
　　實(shí)驗(yàn)中,將不同組分的硅橡膠添加至POM進(jìn)行阻燃改性。經(jīng)過改性的POM試樣氧指數(shù)可達(dá)

5、到25%,比純POM試樣的氧指數(shù)提高了38.9%。硅橡膠的加入起到了成核劑的作用,使POM的結(jié)晶度得到了提高,達(dá)到75.44%。超過10份的硅橡膠加入則會(huì)降低POM球晶的結(jié)晶度,但結(jié)晶度仍高于純POM試樣。最后,將實(shí)驗(yàn)室制備的微膠囊化Mg(OH)2阻燃劑添加至POM/SR(100/15)共混物中,對(duì)POM/SR/Mg(OH)2復(fù)合材料結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn),POM/SR/Mg(OH)2(100/15/10)復(fù)合材料的氧指數(shù)為27