海藻酸鈣纖維對乙烯醋酸乙烯共聚物燃燒性能的影響.pdf

1、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)因其優(yōu)良性能廣泛應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域。但是，EVA本身極易燃燒，其極限氧指數(shù)只有18％左右，且燃燒時(shí)會產(chǎn)生大量熔滴，這極大地限制了EVA的進(jìn)一步使用。傳統(tǒng)的鹵素阻燃劑和無機(jī)阻燃劑存在著毒性和添加量大的問題，因而尋求環(huán)保無鹵的阻燃體系以提高EVA的阻燃性能是阻燃科學(xué)界急需解決的重要課題之一。
　　海藻酸鈣纖維(CAF)是一種天然環(huán)保纖維，其主要原材料是從褐藻中提取的海藻酸，而褐藻在我國的儲量十分豐富。海藻酸鈣

2、纖維的生產(chǎn)工藝簡單，可以大批量生產(chǎn);此外，海藻酸鈣纖維自身具有很好的自阻燃性，成炭性高，且燃燒后仍可以保持一定的纖維形貌。因此，本研究考慮將海藻酸鈣纖維(CAF)應(yīng)用于EVA的阻燃。
　　本課題的主要研究內(nèi)容如下:
　　第一部分，研究了單獨(dú)添加海藻酸鈣纖維(CAF)對EVA復(fù)合材料性能的影響。分別向EVA中單獨(dú)添加不同長度(5mm、20mm、40mm)和添加量（20wt％、30wt％、40wt％）的CAF，測試CAF/EVA

3、復(fù)合材料的性能。發(fā)現(xiàn)CAF/EVA復(fù)合材料的阻燃性能隨著基體中CAF含量的增大和長度的增長而顯著改善。添加40wt％、長度為40mm的CAF到EVA中時(shí)，CAF/EVA復(fù)合材料的LOI從純EVA的18.3％提高到22.7％。CONE測試中，CAF/EVA復(fù)合材料的pHRR由1383kW/m2下降到681kW/m2，下降了50.8％。CAF/EVA復(fù)合材料阻燃性能的提高，主要是因?yàn)镃AF脫水生成的大量水蒸氣在氣相阻燃中發(fā)揮作用，以及CAF

4、較高的成炭性能保護(hù)了基體。此外，因?yàn)镃AF較大的長徑比，復(fù)合材料的熱導(dǎo)率也有所提高。
　　第二部分，將CAF與傳統(tǒng)的膨脹型阻燃劑(IFR)共同加入到EVA中，考察復(fù)合材料的性能。添加30wt％IFR和3％CAF的EVA復(fù)合材料，與只添加33wt％的膨脹型阻燃劑的復(fù)合材料相比，其阻燃性能有所提高，LOI達(dá)到31.6％，垂直燃燒測試達(dá)到Ⅴ-0等級。研究表明，IFR與CAF具有一定的協(xié)效阻燃作用，CAF的加入利于IFR/EVA體系的成炭

5、作用，使得成炭量增多且炭層品質(zhì)變好。CAF/IFR/EVA體系的熱釋放速率和總熱釋放量進(jìn)一步下降，熱釋放速率峰值下降79％。在力學(xué)性能方面，少量添加CAF對因阻燃填料的加入而下降的力學(xué)性能具有一定的積極補(bǔ)償作用。另外，由于CAF有比較大的長徑比，更加容易形成導(dǎo)熱通路，復(fù)合材料中CAF的量越多，其熱導(dǎo)率越高。
　　第三部分，研究CAF與氫氧化鋁(ATH)、氫氧化鎂(MH)一起使用共同提高EVA的阻燃性能。確定了ATH和MH復(fù)配的最佳