不同天然大分子在膨胀型阻燃TPV复合材料中的作用

发布时间：2020-12-22 03:08

　　选择了纤维素、壳聚糖、淀粉三种天然大分子作为碳源,聚磷酸铵（APP）作为酸源和气源,按1∶2的质量比复配成三种不同的膨胀型阻燃剂。然后将三种膨胀阻燃剂添加到热塑性动态硫化橡胶（TPV）材料中,通过熔融共混的加工方法,制备得到阻燃TPV复合材料。力学性能测试实验显示,不同碳源的阻燃TPV复合材料的力学性能依次为:纤维素>壳聚糖>淀粉。极限氧指数和垂直燃烧实验结果表明:当阻燃剂质量分数达到30%时,以纤维素作为碳源的TPV复合材料的阻燃性能最好,其氧指数最高为25%,相对于纯TPV的19%,提高了6%,而且能达到V-1等级;壳聚糖和淀粉为碳源TPV复合材料的氧指数分别达到了23%和22%,且都能达到V-2等级。通过TGA和SEM研究了阻燃机理,结果表明,与其他两种碳源相比,纤维素为碳源的TPV复合材料的热稳定性最高,且在燃烧时能形成更加致密的炭层。 

【文章来源】：塑料工业. 2020年03期 北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

阻燃体系用量对TPV复合材料的力学性能影响

图2为TPV复合材料热失重分析曲线。由图2a、c、e可知，随着阻燃体系的添加，阻燃TPV的残炭率逐步提高。700℃时TACl-30%的残炭率为24.6%、TACs-30%为25.3%、TASt-30%为25%，相比纯TPV 9.8%的残炭率都有着大幅的提高，这种较高的残炭率意味着材料在燃烧时会形成更多的炭层，能更好隔绝热量，达到保护基体的作用。从图2b、d、f中可以看到，纯的TPV存在两个热失重的峰，其中300℃左右的峰为EPDM的降解峰，450～500℃的峰为PP的降解峰[21]。三种碳源的阻燃体系填加到TPV材料后，当阻燃体系添加量较低时，材料的第一个失重峰温度都有所下降，这是APP提前受热分解与EPDM降解共同作用引起的;第二阶段分解温度均有所上升，这是由于APP受热后会分解产生多磷酸衍生物，与多羟基的碳源发生反应脱水炭化，从而在基体表面形成保护层，阻止材料发生分解。随着阻燃体系添加量的增加，阻燃TPV复合材料第一阶段的热失重峰温度逐渐提高，TACl-30%达到了319℃，TACs-30%达到298℃，TASt-30%达到280℃，这是由于随着阻燃体系添加量的增加，材料受热后产生的炭层保护了基体的分解，提高了材料的热稳定性，其中TACl-30%的热稳定性能最好。图2 不同碳源膨胀型阻燃TPV复合材料热失重分析曲线

不同碳源膨胀型阻燃TPV复合材料热失重分析曲线

【参考文献】：
期刊论文
[1]AT/APP/ASO阻燃剂在EPDM/PP弹性体中的应用研究[J]. 臧亚南,刘琼琼,张雷.  化工新型材料. 2013(07)
[2]三元乙丙橡胶/聚丙烯热塑性弹性体[J]. 张辉,常小刚.  广州化学. 2012(03)
[3]PP/EPDM热塑性弹性体动态硫化阻燃材料制备及性能研究[J]. 吴正环,吕品,王正洲,文劲松,付强.  塑料科技. 2009(11)
[4]无卤阻燃EPDM/PP TPV复合材料的性能研究[J]. 刘翠娜,田洪池,黄宏海,伍社毛.  橡胶工业. 2009(05)

博士论文
[1]新型成炭剂的设计及其阻燃聚合物材料的热稳定性和燃烧性能的研究[D]. 温攀月.中国科学技术大学 2017

硕士论文
[1]改性淀粉/PBAT复合材料相容性及性能研究[D]. 刘腾飞.江苏科技大学 2019
[2]无卤阻燃EPDM/PP动态硫化胶的制备及性能研究[D]. 王蒙.贵州大学 2018
[3]无卤低烟阻燃EPDM/PP复合材料的制备及性能研究[D]. 高淑玲.西北师范大学 2014



本文编号：2931024