以含聚磷酸銨（APP）阻燃劑的木粉增強(qiáng)體制備復(fù)合材料,利用熱重分析測試、塑料極限氧指數(shù)（LOI）測試、衰減全反射紅外光譜分析、力學(xué)性能測試研究了阻燃改性復(fù)合材料對木粉/聚苯乙烯（WF/PS）復(fù)合材料的阻燃性能和力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明:相比未改性的木粉/聚苯乙烯復(fù)合材料,用APP改性木粉/聚苯乙烯復(fù)合材料改善了木塑復(fù)合材料的耐熱性和阻燃性。當(dāng)添加5wt%～20wt%APP時,最大熱損失速率由13.02%/min降低到11.63%/min,熱降解性能提高;成炭率和塑料氧指數(shù)（LOI）提高,阻燃性能增強(qiáng)。但是與未添加APP的復(fù)合材料相比,添加20%APP時,抗彎強(qiáng)度由71.3 MPa降低到54.2 MPa,降低了24%;拉伸強(qiáng)度從35.3 MPa降低到24.8 MPa,降低了30%,由此可知,APP的加入使復(fù)合材料的力學(xué)性能降低。 

【文章來源】：科學(xué)技術(shù)與工程. 2020,20(25)北大核心

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

不同APP含量下木塑復(fù)合材料的LOI

為了更好地理解阻燃劑的作用,通過表觀衰減全反射傅里葉變換紅外光譜技術(shù)(FTIR-ATR觀察LOI試驗后的殘?zhí)拷Y(jié)構(gòu)。圖2是LOI測試后樣品殘?zhí)康募t外光譜。從圖2中可以看出樣品的炭殘留物在960 cm-1(P—O—C,芳環(huán)上的拉伸震動)和1 240 cm-1(磷脂中的 Ρ = Ο ) 有強(qiáng)吸收峰。這驗證了磷酸和伯羥基之間的相互作用產(chǎn)生了磷酸酯。由于復(fù)合材料受熱后APP釋放出磷酸、HPO 和PO自由基等,熱分解過程中磷酸(H3PO4)和纖維中的伯羥基發(fā)生酯化作用,從而產(chǎn)生厚而緊湊的焦炭層,導(dǎo)致成炭率的提高。因為焦炭層的形成會限制燃燒氣體的產(chǎn)生,抑制燃燒氣體擴(kuò)散到熱解區(qū)并保護(hù)聚合物表面免受熱和空氣的影響,殘?zhí)柯试礁?材料的阻燃性越高,這一結(jié)果也與根據(jù)TGA分析的殘?zhí)柯实脑黾右恢�。由圖2可以看出,APP含量的增多改性木粉/PS復(fù)合材料的炭殘留率越高,表明APP阻燃劑的添加,有利于改善PS基木塑材料的阻燃性能。2.4 木粉/PS復(fù)合材料的力學(xué)性能

圖3為添加15wt%APP的阻燃改性木粉/聚苯乙烯復(fù)合材料斷層的電鏡掃描圖。由斷口SEM圖顯示,木粉和PS混合均勻,復(fù)合材料沒有出現(xiàn)孔隙和裂紋等缺陷;材料斷裂時木粉纖維可以從聚苯乙烯基體中拔出,造成APP改性木粉/聚苯乙烯復(fù)合材料的力學(xué)性能降低,這可能是APP在木塑復(fù)合材料中分散性和相容性較差引起的。3 結(jié)論

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]新型阻燃木塑復(fù)合材料的制備及其性能研究[J]. 張敬禮,周文君,王雪芹,干列彬.  塑料工業(yè). 2014(01)
[2]木纖維復(fù)合材料和PP木粉板在汽車內(nèi)飾件中的應(yīng)用[J]. 劉效梅.  科技信息(學(xué)術(shù)研究). 2007(05)
[3]氫氧化鋁對PE-HD/木粉復(fù)合材料阻燃性能和力學(xué)性能的影響[J]. 李斌,姜洪麗,張淑芬,王玉峰,隋小宇.  中國塑料. 2004(06)



本文編號：3370073