木塑復(fù)合材料的納米阻燃研究.pdf

1、木塑復(fù)合材料是以木材或各種木質(zhì)纖維素纖維材料為基本體，通過與塑料以不同復(fù)合途徑形成的一種新型材料。由于該種材料綜合了木材與塑料的性能特點，因而具有非常廣泛的用途。但是木塑復(fù)合材料因其有熱穩(wěn)定性差、易燃燒、發(fā)煙量大等缺點而限制了在許多領(lǐng)域上的應(yīng)用。因此木塑復(fù)合材料的阻燃成為阻燃科學(xué)領(lǐng)域的關(guān)鍵問題之一。本論文采用了納米級與非納米級阻燃劑、通過熱壓成型的方法制備阻燃性的木塑復(fù)合材料。通過氧指數(shù)測試、錐形量熱測試和力學(xué)性能測試研究了各種材料對木

2、塑復(fù)合材料燃燒性能和力學(xué)性能的影響。主要研究結(jié)果如下：
　　 （1）基質(zhì)種類對材料的力學(xué)性能的影響十分明顯，其中HDPE/木刨花復(fù)合材料的力學(xué)性能最高，PP的次之，LLDPE/木刨花復(fù)合材料的力學(xué)性能最低，其中HDPE/木刨花復(fù)合材料的內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度、靜曲強(qiáng)度和彈性模量比LLDPE/木刨花復(fù)合材料分別高出39.4％、32.6％和19.8％；就所選用的三種塑料而言，它們對復(fù)合材料的阻燃性能的影響并不明顯，無論是氧指數(shù)還是HRR、EHC

3、等指標(biāo)參數(shù)，相差都不大。
　　 （2）木刨花的含量對木塑復(fù)合材料的力學(xué)性能有重大影響，隨著木刨花含量的增加，復(fù)合材料的內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度呈明顯下降的趨勢，刨花含量為50％B寸復(fù)合材料的內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度為1.1MPa，當(dāng)刨花含量增加到70％時，內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度為0.86 MPa，下降了21.8％；當(dāng)木刨花含量為5096和60％時，材料的靜曲強(qiáng)度分別是18.75 MPa和18.37 MPa，相差不大，當(dāng)刨花含量增加到7096時，靜曲強(qiáng)度明顯增大，為22

4、.56MPa；隨著刨花含量的增加，材料的彈性模量明顯增大。刨花含量的越大，木塑復(fù)合材料的阻燃性越好，隨著刨花含量的增加，氧指數(shù)有所增大，而HRR和EHC等有所下降。
　　 （3）偶聯(lián)劑對改善復(fù)合材料的力學(xué)性能有很大的影響，各偶聯(lián)劑均能提高材料力學(xué)性能，但硅烷偶聯(lián)劑的效果明顯好于鋁酸酯，而硅烷KH550略好于硅烷KH560，使用硅烷偶聯(lián)劑的復(fù)合材料的內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度、靜曲強(qiáng)度和彈性模量要比使用鋁酸酯的高出30％以上：偶聯(lián)劑對復(fù)合材料的阻

5、燃性能影響不大。
　　 （4）阻燃劑的加入方法和順序?qū)?fù)合材料力學(xué)性能有一定的影響，就內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度、靜曲強(qiáng)度和彈性模量而言，最大值與最小值分別相差26.5％、10.2％和27.4％，綜合起來看，塑料與刨花先混合，然后再加入阻燃劑充分混合所制得的復(fù)合材料的力學(xué)性能最好；阻燃劑的加入方式對復(fù)合材料的氧指數(shù)的影響不大，相差不到0.4。
　　 （5）阻燃劑的類型對復(fù)合材料力學(xué)性能相當(dāng)明顯，采用納米ATH與納米MH混合處理的復(fù)合材料

6、的各力學(xué)性能指標(biāo)都是最低的，而直接采用非納米ATH和采用非納米ATH與納米ATH混用的復(fù)合材料的力學(xué)性能較好；就氧指數(shù)而言，影響不是很大，最高的是采用納米ATH與非納米ATH混用的（氧指數(shù)為23.7），而采用納米ATH與納米MH混用的最低（23.1）；從錐形量熱表征的各指標(biāo)來看，阻燃劑的類型對復(fù)合材料的阻燃性能的有一定的影響，但不明顯，其中非納米ATH、非納米ATH與納米ATH混用的阻燃性稍好，納米MH阻燃效果相對較差。
　　

7、（6）阻燃劑的加入量對復(fù)合材料的力學(xué)性能和阻燃性能都有很大的影響，取納米MH的量分別為0、6％、9％、12％、15％，分別檢測其力學(xué)性能和阻燃性能，結(jié)果發(fā)現(xiàn)隨著納米MH阻燃劑的量的增加，復(fù)合材料的力學(xué)性能明顯下降，當(dāng)阻燃劑的量從零增加到15％時，復(fù)合材料的內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度、靜曲強(qiáng)度和彈性模量分別下降了58.2％、56.2％和35.6％；而氧指數(shù)逐漸增大，當(dāng)阻燃劑的用量為零時，復(fù)合材料的氧指數(shù)為21.3，當(dāng)阻燃劑的用量增加到15％時，復(fù)合材料的