無鹵阻燃硅橡膠及其復合材料結構與性能研究.pdf

1、近年來,對高分子材料進行高效無鹵阻燃成為研究熱點。阻燃劑的大量添加在提高高分子材料阻燃性能的同時,會影響材料的力學性能和熱性能等。本文研究思路是,對阻燃劑進行改性制備,再將阻燃劑應用于硅橡膠(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,實現(xiàn)材料保持較好的力學性能。
　　在本文中,對聚磷酸銨(APP)阻燃劑進行了酚醛樹脂微膠囊化處理,采用的方法為物理包覆法;對

2、氫氧化鎂[Mg(OH)2]進行化學包覆法改性,得到密胺樹脂微膠囊化Mg(OH)2阻燃劑。傅里葉紅外光譜(FIR)測試證實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”結構。
　　微膠囊化APP阻燃劑比APP粉末的燃燒點提高了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粉末的燃燒點提高了123.1℃,達到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32.5%,對比純Mg(OH)2改性的硅橡膠復合材料,試樣的氧指數(shù)提高了23%,拉伸強度提高了16.3%,SEM觀察發(fā)現(xiàn)阻

4、燃劑與基體的相容性得到改善。
　　為了研究復合阻燃劑對硅橡膠的無鹵阻燃協(xié)同阻燃效果,實驗將不同組分組合的Al(OH)3、APP、Fe2O3添加至硅橡膠。實驗發(fā)現(xiàn),復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)達到38%。SEM圖片看出復合材料的相容性不好,使材料的力學性能下降。
　　實驗中,將不同組分的硅橡膠添加至POM進行阻燃改性。經(jīng)過改性的POM試樣氧指數(shù)可達

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的結晶度得到了提高,達到75.44%。超過10份的硅橡膠加入則會降低POM球晶的結晶度,但結晶度仍高于純POM試樣。最后,將實驗室制備的微膠囊化Mg(OH)2阻燃劑添加至POM/SR(100/15)共混物中,對POM/SR/Mg(OH)2復合材料結構性能進行研究。實驗結果發(fā)現(xiàn),POM/SR/Mg(OH)2(100/15/10)復合材料的氧指數(shù)為27