阻燃改性木粉/聚苯乙烯复合装饰材料的性能

发布时间：2021-08-29 06:10

　　以含聚磷酸铵（APP）阻燃剂的木粉增强体制备复合材料,利用热重分析测试、塑料极限氧指数（LOI）测试、衰减全反射红外光谱分析、力学性能测试研究了阻燃改性复合材料对木粉/聚苯乙烯（WF/PS）复合材料的阻燃性能和力学性能的影响。结果表明:相比未改性的木粉/聚苯乙烯复合材料,用APP改性木粉/聚苯乙烯复合材料改善了木塑复合材料的耐热性和阻燃性。当添加5wt%～20wt%APP时,最大热损失速率由13.02%/min降低到11.63%/min,热降解性能提高;成炭率和塑料氧指数（LOI）提高,阻燃性能增强。但是与未添加APP的复合材料相比,添加20%APP时,抗弯强度由71.3 MPa降低到54.2 MPa,降低了24%;拉伸强度从35.3 MPa降低到24.8 MPa,降低了30%,由此可知,APP的加入使复合材料的力学性能降低。 

【文章来源】：科学技术与工程. 2020,20(25)北大核心

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

不同APP含量下木塑复合材料的LOI

为了更好地理解阻燃剂的作用,通过表观衰减全反射傅里叶变换红外光谱技术(FTIR-ATR观察LOI试验后的残炭结构。图2是LOI测试后样品残炭的红外光谱。从图2中可以看出样品的炭残留物在960 cm-1(P—O—C,芳环上的拉伸震动)和1 240 cm-1(磷脂中的 Ρ = Ο ) 有强吸收峰。这验证了磷酸和伯羟基之间的相互作用产生了磷酸酯。由于复合材料受热后APP释放出磷酸、HPO 和PO自由基等,热分解过程中磷酸(H3PO4)和纤维中的伯羟基发生酯化作用,从而产生厚而紧凑的焦炭层,导致成炭率的提高。因为焦炭层的形成会限制燃烧气体的产生,抑制燃烧气体扩散到热解区并保护聚合物表面免受热和空气的影响,残炭率越高,材料的阻燃性越高,这一结果也与根据TGA分析的残炭率的增加一致。由图2可以看出,APP含量的增多改性木粉/PS复合材料的炭残留率越高,表明APP阻燃剂的添加,有利于改善PS基木塑材料的阻燃性能。2.4 木粉/PS复合材料的力学性能

图3为添加15wt%APP的阻燃改性木粉/聚苯乙烯复合材料断层的电镜扫描图。由断口SEM图显示,木粉和PS混合均匀,复合材料没有出现孔隙和裂纹等缺陷;材料断裂时木粉纤维可以从聚苯乙烯基体中拔出,造成APP改性木粉/聚苯乙烯复合材料的力学性能降低,这可能是APP在木塑复合材料中分散性和相容性较差引起的。3 结论

【参考文献】：
期刊论文
[1]新型阻燃木塑复合材料的制备及其性能研究[J]. 张敬礼,周文君,王雪芹,干列彬.  塑料工业. 2014(01)
[2]木纤维复合材料和PP木粉板在汽车内饰件中的应用[J]. 刘效梅.  科技信息(学术研究). 2007(05)
[3]氢氧化铝对PE-HD/木粉复合材料阻燃性能和力学性能的影响[J]. 李斌,姜洪丽,张淑芬,王玉峰,隋小宇.  中国塑料. 2004(06)



本文编号：3370073