有機(jī)硅阻燃木塑復(fù)合材料的研究.pdf

1、木塑復(fù)合材料(WPC)是用植物纖維（大多為木纖維）與聚合物樹(shù)脂復(fù)合加工成型的新型材料，具備了植物纖維和高分子材料兩者的優(yōu)點(diǎn)，可以替代木材，能有效地緩解我國(guó)森林資源貧乏、木材供應(yīng)緊張的矛盾，在包裝制品、建材、倉(cāng)儲(chǔ)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。由于木塑復(fù)合材料屬于易燃材料，因此了解木塑復(fù)合材料的燃燒性能及其阻燃改性，對(duì)木塑復(fù)合材料的應(yīng)用，特別是在對(duì)阻燃有高要求場(chǎng)所的應(yīng)用，將具有現(xiàn)實(shí)意義。而目前在木塑復(fù)合材料中應(yīng)用較多的都是無(wú)機(jī)阻燃劑或含鹵阻燃劑，隨

2、著對(duì)防火安全性的重視以及對(duì)環(huán)保概念的不斷加深，對(duì)于木塑復(fù)合材料的阻燃性能也提出了更高的要求。有機(jī)硅阻燃劑不僅賦予基材優(yōu)異的阻燃性能，還能改善基材的其他性能，生態(tài)友好，阻燃材料的循環(huán)使用效果較好，可滿(mǎn)足人們對(duì)阻燃的嚴(yán)格要求，但將有機(jī)硅阻燃劑運(yùn)用到木塑復(fù)合材料的研究少有報(bào)道。
　　本文將特種有機(jī)硅系阻燃劑(FRX-210)和聚硼硅氧烷應(yīng)用于PE基木塑復(fù)合材料的阻燃處理，研究?jī)?nèi)容主要包括下列三個(gè)方面。
　　(1)選用以超細(xì)高活性氫

3、氧化鎂為載體的特種有機(jī)硅系阻燃劑(FRX-210)，將其添加到高密度聚乙烯基木塑復(fù)合材料中，研究其對(duì)PE基木塑復(fù)合材料阻燃性能和力學(xué)性能影響。研究發(fā)現(xiàn)，在木塑復(fù)合材料中添加40份FRX-210，使木塑材料的LOI從20.0％提高到26.8％。FRX-210降低了PE基木塑復(fù)合材料在燃燒過(guò)程中產(chǎn)生的熱和煙釋放速率及CO、CO2等有害氣體的釋放，從而降低了火災(zāi)隱患。FRX-210對(duì)木塑復(fù)合材料的力學(xué)性能影響較小。APP和PNP都能使木塑/F

4、RX-210體系的煙、熱及CO、CO2釋放量進(jìn)一步降低，F(xiàn)RX-210與APP或PNP具有明顯的阻燃協(xié)效性，且與APP復(fù)配阻燃效果優(yōu)于與PNP復(fù)配。同時(shí)，F(xiàn)RX-210與APP或PNP復(fù)配阻燃劑對(duì)材料的力學(xué)性能影響不大。
　　(2)采用二步合成法合成了乙烯基聚硼硅氧烷阻燃劑，并將其與聚乙烯接枝后應(yīng)用于木塑復(fù)合材料中進(jìn)行阻燃改性研究，結(jié)果表明制備的聚硼硅氧烷在乙烯基含量為33.3％時(shí)阻燃效果最佳，在木塑復(fù)合材料中添加8.4％該聚硼硅

5、氧烷可使材料的LOI從20％提高到25.9％。聚硼硅氧烷提高了木塑復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性，降低了降解速率，在熱降解過(guò)程中促進(jìn)了殘?zhí)康男纬伞Ｒ蚁┗叟鸸柩跬槭鼓舅軓?fù)合材料在燃燒過(guò)程中的熱、煙、CO、CO2釋放量顯著降低，有效提高了木塑復(fù)合材料的阻燃性能，且隨阻燃劑含量的增加而提高。乙烯基聚硼硅氧烷使木塑復(fù)合材料的彎曲強(qiáng)度基本不變，沖擊強(qiáng)度顯著提高，克服了一般阻燃劑在提高高分子材料阻燃性能的同時(shí)損害了基材力學(xué)性能的缺陷。
　　(3)以二苯

6、基二甲氧基硅烷和二甲基二甲氧基硅烷為原料，制備了線(xiàn)性結(jié)構(gòu)的甲基苯基聚硅硼氧烷[9]，將該聚硅硼氧烷及其與SiO2或APP復(fù)配阻燃劑直接加入到木塑復(fù)合材料中制備阻燃木塑復(fù)合材料，并研究該系列阻燃體系的阻燃性能和力學(xué)性能。聚硼硅氧烷及其與SiO2或APP復(fù)配阻燃劑使木塑復(fù)合材料的熱、CO2釋放速率及質(zhì)量損失率降低，但使材料的煙、CO釋放速率提高?？傮w來(lái)說(shuō)，聚硼硅氧烷與SiO2或APP復(fù)配阻燃劑比單純聚硼硅氧烷的阻燃效果好，其中，聚硼硅氧烷與