【摘要】：木塑復(fù)合材料(WPC)是一種應(yīng)用前景廣泛的新型復(fù)合材料,但木塑復(fù)合材料的易燃性限制了其在日常生活中的應(yīng)用。因此,針對木塑復(fù)合材料阻燃性能的研究顯得尤為重要。結(jié)合我們對阻燃劑的要求,高效節(jié)約環(huán)保型阻燃劑是研究的重心。硅系阻燃劑與硼系阻燃劑作為其中的佼佼者,研究其在木塑復(fù)合材料中的協(xié)效阻燃作用是必要的。納米二氧化硅、聚硅氧烷及硼酸鋅均對木粉-聚丙烯復(fù)合材料具有阻燃作用,將納米二氧化硅、聚硅氧烷分別于硼酸鋅進(jìn)行復(fù)配,通過一系列測試手段研究其對材料性能的影響。納米二氧化硅與硼酸鋅復(fù)配的質(zhì)量比為2：3時,加入20%的阻燃劑,材料的極限氧指數(shù)達(dá)到32.1%,熱釋放速率最大值為175.34 kW·m-2,總熱釋放速率的最大值為51.57MJ·m-2,煙釋放速率峰值降至2.98×10-2m2·s-1左右,總煙釋放量降至7.89 m2·s-1。此時材料的拉伸強(qiáng)度為：18.0 MPa,彎曲強(qiáng)度為37.2 MPa,沖擊強(qiáng)度為3.84 kJ·m-2。納米二氧化硅對材料的沖擊性能有提高作用,其主要阻燃機(jī)理為凝聚相阻燃機(jī)理。硼酸鋅則提供兩種阻燃方式：脫去結(jié)晶水吸收熱量以及凝聚相阻燃,與此同時,硼酸鋅的抑煙效果最佳。聚硅氧烷與硼酸鋅復(fù)配的質(zhì)量比為1：4時,熱釋放速率峰值為181.34 kW·m-2,總熱釋放量降為45.42MJ·m-2。材料的煙釋放速率峰值為2.60×10m2·s-1左右,總煙釋放量為5.98 m2.s-1。此時材料的拉伸強(qiáng)度為22.3 MPa,彎曲強(qiáng)度為42.0 MPa,沖擊強(qiáng)度為3.45 kJ·m-2。聚硅氧烷對材料力學(xué)性能的改善作用最為明顯,主要阻燃機(jī)理是利用與聚丙烯的交聯(lián)作用,抑制聚丙烯的裂解,同時高溫下較低分子量的聚硅氧烷裂解生成二氧化硅隔離層,起到凝聚相隔離作用。當(dāng)納米SiO2：聚硅氧烷：硼酸鋅的質(zhì)量比為3：1：6時,材料的極限氧指數(shù)達(dá)到最大值32.3%,材料的沖擊強(qiáng)度最高,熱釋放速率峰值為148.52 kW·m-2,總熱釋放量為38.92MJ·m-2,煙釋放速率峰值為1.97×10-2m2·s-1,總煙釋放量達(dá)到5.23 m2·s-1,此時,材料的SEM形態(tài)分布均勻致密。硼硅阻燃劑綜合了氣相吸熱冷卻,凝聚相隔絕的阻燃機(jī)理,對木塑復(fù)合材料起到良好的協(xié)效阻燃作用。
【圖文】：

逑２．２．３．１熱巧放ｊＳ牽（ＨＲＲ）及總熱巧巧量（ＴＨＲ）逡逑圖２．１是復(fù)合材料的熱釋放速率曲線圖，圖２．２是復(fù)合材料的總熱釋放速率曲線圖。逡逑熱釋放速率（ＨＲＲ）是指材料在燃燒過程中釋放熱量的速率，ＨＲＲ越低，阻燃劑的阻逡逑燃效果越好�？偀後尫帕浚ǎ裕龋遥┦侵覆牧显谌紵^程隨時間變化釋放的總熱量，ＴＨＲ逡逑越低，阻燃劑的阻燃效果越好。逡逑樣品１為未阻燃的木塑復(fù)合材料，在５０邋ｋＷ＾ｎｆ２熱福射條件下，，熱釋放速率在６５邋ｓ逡逑時達(dá)到最大值３６２．５０邋ｋＷ．ｍ－２，總熱釋放量在５０邋Ｓ至２７０邋Ｓ間直線上升，３００邋Ｓ后材料的逡逑總熱釋放量增加速率放緩，材料己基本燃燒完全。樣品２、３為分別添加２０％的納米二逡逑氧化娃與棚酸巧的阻燃型復(fù)合材料，結(jié)合圖２．１，圖２．２中數(shù)據(jù)可知：納米二氧化s曖肱镥義纖崠奶砑泳愿春喜牧喜肆己玫淖樅甲饔謾Ｈ仁頭潘俾實(shí)淖畬籩滌桑常叮玻擔(dān)埃耄祝В椋睿赍義戲直鸞抵粒玻保保罰稿澹耄住恚

本文編號：2543210