聚丙烯（PP）它是世界上應(yīng)用較廣泛的材料之一，具有優(yōu)異的機(jī)械性能、加工性能和化學(xué)穩(wěn)定性。缺點(diǎn)主要是烯烴材料的常見(jiàn)問(wèn)題，即高易燃性。

土耳其科研人員針對(duì)鹵素系統(tǒng)添加可能造成的環(huán)境問(wèn)題Metin Yurddaskal對(duì)金屬氫氧化物、硼化合物、無(wú)機(jī)粘土等無(wú)鹵阻燃添加劑的研究PP提高和提高材料阻燃性能的影響。

圖1 四種礦物原料加工后的粒徑分布圖

研究人員選擇碳酸鈣/水菱鎂礦、膨潤(rùn)土、三氧化二銻和硼酸鋅作為原料，將原料研磨至納米尺寸，并按比例加入粒徑表征PP，研究了復(fù)合材料對(duì)拉伸性能的影響，提高了熱性能和阻燃性能，并試圖減少機(jī)械性能損失。

表1 PP復(fù)合材料及其組成比

采用XRD,FTIR,SEM表征復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)形態(tài)，表示納米粒子的均勻分布；然后使用TGA表示復(fù)合材料的熱性能：PP的T5(質(zhì)量損失5%時(shí)的溫度)和T50(質(zhì)量損失50%時(shí)的溫度)276℃和356℃，而且沒(méi)有殘?zhí)?。添加四種無(wú)鹵阻燃劑后，復(fù)合材料T50有所提升，其中PP / 30A和PP / 30H殘?zhí)苛亢蜔岱€(wěn)定性的提高更為明顯，T50提升超過(guò)30℃，PP/30A殘?zhí)苛窟_(dá)到28.2%，熱穩(wěn)定性可進(jìn)一步提高。(一點(diǎn)點(diǎn)想法:作者認(rèn)為這里TGA熱分解后產(chǎn)生的殘留物可能是無(wú)機(jī)物，也可能是無(wú)機(jī)物的成分。純屬個(gè)人觀點(diǎn)，如理解有偏差，請(qǐng)見(jiàn)諒，歡迎大家交流討論)

用UL94和LOI對(duì)復(fù)合材料進(jìn)行阻燃分析試驗(yàn)，結(jié)果表明純度PP易燃，易滴，而且PP/A,Z,H 可達(dá)30%的添加量V-一級(jí)，無(wú)滴落，LOI從17上升到21左右，增加量達(dá)到50%V-0級(jí)；阻燃機(jī)理的分析主要體現(xiàn)在凝聚相和成炭屏障的保護(hù)上。一種有趣的現(xiàn)象：復(fù)合材料在低氧試驗(yàn)中逐漸熄滅火焰，在高氧條件下淬滅。(當(dāng)然，鑒于之前的分析，筆者認(rèn)為這里的阻燃機(jī)制可能與氫氧化物阻燃劑相似。在燃燒過(guò)程中，熱降解產(chǎn)生水蒸氣，吸收大量熱量，稀釋燃燒氣體。個(gè)人想法，僅交流討論)

表2 PP復(fù)合材料UL94與LOI結(jié)果

研究人員了復(fù)合材料的拉伸性能，結(jié)果表明復(fù)合材料的儲(chǔ)能模量顯著增加。雖然拉伸強(qiáng)度降低，但仍能滿足工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用要求。其中，碳酸鈣/水菱鎂礦的綜合性能較好。

圖4 PP復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度和儲(chǔ)能模量試驗(yàn)

總的來(lái)說(shuō)，研究人員主要使用四種無(wú)機(jī)阻燃添加劑：碳酸鈣/水菱鎂礦、三氧化二銻、膨潤(rùn)土和硼酸鋅PP探索阻燃應(yīng)用，得出碳酸鈣/水菱鎂礦阻燃性和綜合機(jī)械性能的較佳結(jié)論。該材料來(lái)源廣泛，價(jià)格低廉，綜合性能好?？梢钥紤]推廣應(yīng)用。

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