三元乙丙橡膠復(fù)合材料阻燃協(xié)效機(jī)理與性能研究.pdf

1、在現(xiàn)代社會(huì)中，聚合物材料因其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)和生活各個(gè)領(lǐng)域。但是，聚合物容易受熱分解產(chǎn)生可燃性揮發(fā)物，而這些可燃性揮發(fā)物和空氣混合形成可燃性氣體混合物后，易被點(diǎn)燃引發(fā)火災(zāi)，并且燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的有害氣體和濃煙，使使用場(chǎng)所的火災(zāi)危險(xiǎn)性大大增加。因此，發(fā)展聚合物材料的阻燃技術(shù)是一個(gè)客觀而勢(shì)在必行的要求。 本文在大量文獻(xiàn)調(diào)研的基礎(chǔ)上，針對(duì)目前在高分子阻燃材料無(wú)鹵阻燃化過(guò)程中存在的主要問(wèn)題，進(jìn)行阻燃體系優(yōu)化的工作，主要分為兩

2、個(gè)部分： 第一部分，EPDM/MH阻燃體系的性能研究 主要進(jìn)行了三個(gè)方面的研究，研究了高分子相容劑MAH-g-EVA、協(xié)效劑OMT及La<,2>O<,3>和MH之間的協(xié)效作用，研究了不同的阻燃體系的結(jié)構(gòu)、熱穩(wěn)定性、燃燒性能和力學(xué)性能，討論了OMT或La<,2>O<,3>和MH兩者之間的協(xié)同阻燃作用，探討了其阻燃機(jī)理。 1.以MAH-g-EVA為高分子相容劑，制備了EPDM/MAH-g-EVA/MH復(fù)合材料，對(duì)其性

3、能進(jìn)行了研究。研究結(jié)果表明，MAH-g-EVA對(duì)EPDM/MH體系的阻燃性能略有提高，而且SEM結(jié)果表明MAH-g-EVA的加入有助于提高炭層致密性；靜態(tài)、動(dòng)態(tài)力學(xué)測(cè)試結(jié)果均表明高分子相容劑MAH-g-EVA能有效的提高材料的力學(xué)強(qiáng)度。溶劑吸附試驗(yàn)結(jié)果表明， MAH-g-EVA可以降低硫化反應(yīng)活化能，提高基體EPDM的硫化速度。 2.制備了EPDM/MH/La<,2>O<,3>復(fù)合材料，研究了其阻燃性能、熱穩(wěn)定性、燃燒性能和力學(xué)

4、性能。當(dāng)La<,2>O<,3>等量代替阻燃劑MH時(shí)，含量較低時(shí)可以明顯提高EPDM/MH材料的阻燃性能，但含量較高時(shí)阻燃性能下降；La<,2>O<,3>對(duì)材料的熱穩(wěn)定性影響較小，但可以明顯提高材料的燃燒性能。SEM分析結(jié)果表明La<,2>O<,3>的加入有助于提高炭層質(zhì)量，炭層表面致密性比較高，因此可以認(rèn)為阻燃性能的提高都是基于凝聚相機(jī)理。La<,2>O<,3>可以明顯提高材料的耐熱老化性能，說(shuō)明La<,2>O<,3>具有熱穩(wěn)定劑作用。

5、 3.采用雙螺桿擠出法制備EPDM/MH/OMT和EPDM/MH/(OMT+La<,2>O<,3>)納米復(fù)合材料，研究了材料的結(jié)構(gòu)及性能。通過(guò)XRD、TEM、HRTEM實(shí)驗(yàn)方法可以確認(rèn)制取的EPDM/MH/OMT納米材料中存在部分插層-層離結(jié)構(gòu)；OMT等量代替阻燃劑MH時(shí)，含量較低時(shí)可以提高EPDM/MH材料的氧指數(shù)，并可通過(guò)UL-94 V-0級(jí)，但含量較高時(shí)阻燃性能下降；OMT對(duì)材料的熱穩(wěn)定性影響較?。哄F形量熱儀試驗(yàn)結(jié)果表明：

6、OMT可以明顯降低HRR，但對(duì)THR、TTI和燃燒后成炭量的提高不顯著。SEM分析結(jié)果表明OMT有助于提高炭層表面表面致密性比較高。不過(guò)當(dāng)OMI、和La<,2>O<,3>同時(shí)使用時(shí)協(xié)效作用并不明顯。 第二部分，EPDM/IFR阻燃體系的性能研究 主要進(jìn)行了兩個(gè)方面的研究：一方面研究了稀土?xí)傺趸?REO)和膨脹阻燃體系(IFR)之間的協(xié)效阻燃作用；另一方面制備了鑭基蒙脫土(La-MMT)和EPDM/IFR/C16/La

7、-MMT納米復(fù)合材料，對(duì)納米阻燃體系的結(jié)構(gòu)、阻燃性能、燃燒性能和力學(xué)性能進(jìn)行了研究。 1.制備了EPDM/MH/REO復(fù)合材料，研究了其阻燃性能、熱穩(wěn)定性、燃燒性能和力學(xué)性能。REO和IFR并用對(duì)EPDM具有較好的阻燃效果，較明顯地降低了材料的生煙量；在錐形量熱儀試驗(yàn)中，REO明顯降低了材料的HRR、THR，延長(zhǎng)了點(diǎn)燃時(shí)間TTI。SEM結(jié)果表明，在燃燒過(guò)程中REO和IFR阻燃機(jī)理可能主要發(fā)生在凝聚相。 2.采用離子交換法