PP/纳米SiO 2 /氮磷阻燃剂复合材料的研究
发布时间：2021-11-17 13:52
目的研究聚丙烯复合材料的燃烧行为和纳米SiO2含量对复合材料力学性能的影响。方法采用熔融共混方法,将聚丙烯、氮磷复配阻燃剂及表面改性的纳米SiO2制备成聚丙烯复合材料。结果在燃烧过程中纳米SiO2对阻燃性能有一定影响,氮磷复配阻燃剂是影响复合材料阻燃性能的关键因素。随着纳米SiO2含量的增加,复合材料的极限氧指数先增加后降低,当纳米SiO2质量分数为1%时,复合材料的极限氧指数最大。随着纳米SiO2含量的增加,复合材料的拉伸、冲击、弯曲强度和弯曲模量呈现先增大后减小的现象。结论氮磷复配阻燃剂与纳米SiO2对于复合材料有一定的协同阻燃效果。当纳米SiO2质量分数为1%时,复合材料的阻燃及力学性能最优。
【文章来源】：包装工程. 2016,37(09)北大核心CSCD
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
不同纳米SiO2含量对复合材料拉伸强度的影响
包装工程2016年5月FV-1，随着纳米SiO2含量的增加复合材料的阻燃性能在下降，燃烧速度也在加快，这说明在燃烧过程中纳米SiO2对阻燃性能有一定的影响，氮磷复配阻燃剂是影响复合材料阻燃性能的关键因素。不同含量纳米SiO2的复合材料的极限氧指数变化曲线见图1。由图1可以看出，随着纳米SiO2含量的增加，复合材料的极限氧指数先增加后降低，当添加纳米SiO2质量分数为1%时，复合材料的极限氧指数最大。在不添加纳米SiO2时，添加的阻燃剂为氮磷复配型的，在燃烧的过程中会在聚丙烯表面发泡膨胀形成致密的膨胀碳层，从而可以达到隔热、隔绝空气阻燃的目的，并且该碳层阻燃、隔热、隔氧，能防止产生熔滴，进而达到阻燃的效果；当添加少量纳米SiO2时，燃烧时纳米SiO2会附着在碳层中，增加碳层致密度以及碳层骨架的应力，进一步增大碳层的隔热、隔氧性能，进而增大材料的阻燃性能，这说明少量的纳米SiO2与氮磷复配阻燃剂有一定的协同阻燃性；当纳米SiO2的含量增大而阻燃剂含量降低时，燃烧过程中，在复合材料表面形成的碳层减少，同时有熔滴滴落，不能在材料表面形成致密的碳层隔热、阻氧，所以复合材料的阻燃性会下降。由表2和图1可知，图1复合材料的极限氧指数变化曲线跟表2的燃烧现象所表现出的阻燃性能是一致的[14—15]。2.2纳米SiO2对复合材料力学性能的影响2.2.1纳米SiO2对复合材料拉伸性能的影响不同纳米SiO2含量对复合材料拉伸强度的影响见图2。由图2可知，随着纳米SiO2添加量的增加，复合材料的拉伸强度呈现出先增大后减小的现象。在纳米SiO2的质量分数大于3%后，复合材料的拉伸强度出现了下降的趋势，因而对聚丙烯复合材料的拉伸强度无明显的增强作用。这?
5—100.HEXiang-mei，XUBi，CAIZai-sheng.PreparationofSilicaAerogelCoatedFabricandStudiesofItsPerformance[J].Sur-faceTechnology，2014，43（3）：95—100.[7]陈浩锦，刘晓国.水性UV树脂的研究进展[J].表面技术，2014，43（2）：142—149.CHENHao-jin，LIUXiao-guo.ResearchProgressofWater-borneUVResin[J].SurfaceTechnology，2014，43（2）：142—149.[8]尹朝露，李风，张翔，等.无卤阻燃抗静电聚丙烯复合材料的研究[J].功能材料，2015（S1）：30—33.YINChao-lu，LIFeng，ZHANGXiang，etal.StudyofHalo-图3不同纳米SiO2含量对复合材料冲击强度的影响Fig.3EffectofdifferentNano-SiO2contentontheimpactstrengthofthecompositematerials图4不同纳米SiO2含量对复合材料弯曲强度的影响Fig.4EffectofdifferentNano-SiO2contentontheflexuralstrengthofthecompositematerials图5不同纳米SiO2含量对复合材料弯曲模量的影响Fig.5EffectofdifferentNano-SiO2contentontheflexuralmodulusofthecompositematerials魏风军等：PP/纳米SiO2/氮磷阻燃剂复合材料的研究19
【参考文献】：
期刊论文
[1]磷氮阻燃剂/纯丙树脂光固化复合膨胀阻燃涂层制备及膨胀行为[J]. 卜江,梁红波,刘彦余,黄圣梅,熊磊,徐海涛. 表面技术. 2015(08)
[2]无卤阻燃抗静电聚丙烯复合材料的研究[J]. 尹朝露,李风,张翔,葛欣国,张帆,彭波,李平立. 功能材料. 2015(S1)
[3]聚丙烯/阻燃剂填充聚丙烯交替层状复合材料的阻燃及力学性能研究[J]. 高万里,陈宝书,沈佳斌,郭少云. 高分子学报. 2014(10)
[4]SiO2气凝胶隔热涂层织物的制备及性能研究[J]. 贺香梅,徐壁,蔡再生. 表面技术. 2014(03)
[5]反应性三源一体膨胀型阻燃剂阻燃聚丙烯的阻燃机理[J]. 李贵勋,曹少魁,王万杰,曹艳霞,王经武. 高分子材料科学与工程. 2014(05)
[6]POE/纳米二氧化硅改性气调保鲜包装用CPP膜研制[J]. 林渊智,苏羽航,刘向,陆吉兵. 包装工程. 2014(09)
[7]水性UV树脂的研究进展[J]. 陈浩锦,刘晓国. 表面技术. 2014(02)
[8]软包装材料微观结构与溶剂残留研究[J]. 李东立,张敬勇,许文才,付亚波. 包装工程. 2013(07)
[9]纳米蛭石改性聚丙烯薄膜的制备及其透氧性能研究[J]. 尚微,李东立,许文才,付亚波. 包装工程. 2011(19)
[10]一种无卤阻燃聚丙烯的热分解动力学[J]. 卢林刚,张晴,徐晓楠,王大为. 高分子材料科学与工程. 2010(11)
本文编号：3501049
【文章来源】：包装工程. 2016,37(09)北大核心CSCD
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
不同纳米SiO2含量对复合材料拉伸强度的影响
包装工程2016年5月FV-1，随着纳米SiO2含量的增加复合材料的阻燃性能在下降，燃烧速度也在加快，这说明在燃烧过程中纳米SiO2对阻燃性能有一定的影响，氮磷复配阻燃剂是影响复合材料阻燃性能的关键因素。不同含量纳米SiO2的复合材料的极限氧指数变化曲线见图1。由图1可以看出，随着纳米SiO2含量的增加，复合材料的极限氧指数先增加后降低，当添加纳米SiO2质量分数为1%时，复合材料的极限氧指数最大。在不添加纳米SiO2时，添加的阻燃剂为氮磷复配型的，在燃烧的过程中会在聚丙烯表面发泡膨胀形成致密的膨胀碳层，从而可以达到隔热、隔绝空气阻燃的目的，并且该碳层阻燃、隔热、隔氧，能防止产生熔滴，进而达到阻燃的效果；当添加少量纳米SiO2时，燃烧时纳米SiO2会附着在碳层中，增加碳层致密度以及碳层骨架的应力，进一步增大碳层的隔热、隔氧性能，进而增大材料的阻燃性能，这说明少量的纳米SiO2与氮磷复配阻燃剂有一定的协同阻燃性；当纳米SiO2的含量增大而阻燃剂含量降低时，燃烧过程中，在复合材料表面形成的碳层减少，同时有熔滴滴落，不能在材料表面形成致密的碳层隔热、阻氧，所以复合材料的阻燃性会下降。由表2和图1可知，图1复合材料的极限氧指数变化曲线跟表2的燃烧现象所表现出的阻燃性能是一致的[14—15]。2.2纳米SiO2对复合材料力学性能的影响2.2.1纳米SiO2对复合材料拉伸性能的影响不同纳米SiO2含量对复合材料拉伸强度的影响见图2。由图2可知，随着纳米SiO2添加量的增加，复合材料的拉伸强度呈现出先增大后减小的现象。在纳米SiO2的质量分数大于3%后，复合材料的拉伸强度出现了下降的趋势，因而对聚丙烯复合材料的拉伸强度无明显的增强作用。这?
5—100.HEXiang-mei，XUBi，CAIZai-sheng.PreparationofSilicaAerogelCoatedFabricandStudiesofItsPerformance[J].Sur-faceTechnology，2014，43（3）：95—100.[7]陈浩锦，刘晓国.水性UV树脂的研究进展[J].表面技术，2014，43（2）：142—149.CHENHao-jin，LIUXiao-guo.ResearchProgressofWater-borneUVResin[J].SurfaceTechnology，2014，43（2）：142—149.[8]尹朝露，李风，张翔，等.无卤阻燃抗静电聚丙烯复合材料的研究[J].功能材料，2015（S1）：30—33.YINChao-lu，LIFeng，ZHANGXiang，etal.StudyofHalo-图3不同纳米SiO2含量对复合材料冲击强度的影响Fig.3EffectofdifferentNano-SiO2contentontheimpactstrengthofthecompositematerials图4不同纳米SiO2含量对复合材料弯曲强度的影响Fig.4EffectofdifferentNano-SiO2contentontheflexuralstrengthofthecompositematerials图5不同纳米SiO2含量对复合材料弯曲模量的影响Fig.5EffectofdifferentNano-SiO2contentontheflexuralmodulusofthecompositematerials魏风军等：PP/纳米SiO2/氮磷阻燃剂复合材料的研究19
【参考文献】：
期刊论文
[1]磷氮阻燃剂/纯丙树脂光固化复合膨胀阻燃涂层制备及膨胀行为[J]. 卜江,梁红波,刘彦余,黄圣梅,熊磊,徐海涛. 表面技术. 2015(08)
[2]无卤阻燃抗静电聚丙烯复合材料的研究[J]. 尹朝露,李风,张翔,葛欣国,张帆,彭波,李平立. 功能材料. 2015(S1)
[3]聚丙烯/阻燃剂填充聚丙烯交替层状复合材料的阻燃及力学性能研究[J]. 高万里,陈宝书,沈佳斌,郭少云. 高分子学报. 2014(10)
[4]SiO2气凝胶隔热涂层织物的制备及性能研究[J]. 贺香梅,徐壁,蔡再生. 表面技术. 2014(03)
[5]反应性三源一体膨胀型阻燃剂阻燃聚丙烯的阻燃机理[J]. 李贵勋,曹少魁,王万杰,曹艳霞,王经武. 高分子材料科学与工程. 2014(05)
[6]POE/纳米二氧化硅改性气调保鲜包装用CPP膜研制[J]. 林渊智,苏羽航,刘向,陆吉兵. 包装工程. 2014(09)
[7]水性UV树脂的研究进展[J]. 陈浩锦,刘晓国. 表面技术. 2014(02)
[8]软包装材料微观结构与溶剂残留研究[J]. 李东立,张敬勇,许文才,付亚波. 包装工程. 2013(07)
[9]纳米蛭石改性聚丙烯薄膜的制备及其透氧性能研究[J]. 尚微,李东立,许文才,付亚波. 包装工程. 2011(19)
[10]一种无卤阻燃聚丙烯的热分解动力学[J]. 卢林刚,张晴,徐晓楠,王大为. 高分子材料科学与工程. 2010(11)
本文编号：3501049
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