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聚磷酸铵(APP)和硼酸锌(BZ)均为木塑复合材料(WPC)的常用阻燃剂。APP单独应用于WPC的阻燃研究已经较多,但存在添加量较大且燃烧时复合材料的发烟量大的问题;而BZ单独使用时阻燃效率不高。本文研究了 APP与BZ复配对杨木纤维/聚丙烯复合材料的协同阻燃作用;并在此基础上,研究纳米二氧化硅(nano-SiO2)与复配磷硼阻燃剂在WPC中的协同阻燃作用。此外,由于阻燃剂与复合材料之间的界面相容性差会导致WPC力学性能下降,因此对其中的APP及nano-SiO2进行了表面改性处理,对APP、BZ及nano-SiO2三元复配阻燃剂的阻燃机理进行了深入探讨,主要研究内容和结果如下:(1)以APP和BZ复配和其他组分一同制备了阻燃WPC,对样品进行了水平-垂直燃烧测试、极限氧指数测试(LOI)、热重分析(TG)、锥形量热测试(CONE)以及力学性能等检测分析。测试结果表明,当APP:BZ为4:1,总添加量为25 wt%时,WPC的各项性能最佳;CONE测试表明,此时协同阻燃性能比单一阻燃剂阻燃性能好;TG结果表明,WPC热稳定性提升较大,残炭量最高增加了 266%,达23.95%;CONE残炭形貌及扫描电镜(SEM)表征结果表明,此时复合材料燃烧后形成了更加致密的炭层;水平-垂直燃烧和极限氧指数测试表明,材料能满足阻燃要求。(2)研究了添加nano-SiO2增强APP/BZ改性WPC的阻燃性能和力学性能的影响。研究结果表明,nano-SiO2最佳添加量为4wt%;此时APP/BZ/nano-SiO2WPC极限氧指数最大达25.65%,垂直燃烧等级为V-0等级;CONE测试表明,nano-SiO2能有效降低WPC的总热释放量和烟释放总量,并降低总燃烧时间;TG测试表明,nano-SiO2使WPC的残炭率最大增至32.32%,且使最大热失重速率降低;SEM结果表明,nano-SiO2能使复合材料燃烧后的炭层更加致密,说明nano-SiO2有效提高了 WPC燃烧成炭性能;力学性能测试表明,nano-SiO2加入能稍微增加的WPC拉伸强度。(3)利用KH-550对APP和nano-SiO2进行表面改性。傅里叶红外光谱(FTIR)测试表明,KH-550成功接枝改性APP和nano-SiO2。将改性APP(k-APP)、改性nano-SiO2(k-nano-SiO2)和BZ复配后制备阻燃WPC,研究其力学性能和吸水性能等的变化,并进一步探讨三元复配阻燃剂对复合材料的阻燃机理。力学强度分析显示KH-550 表面改性处理能改善 APP 和 nano-SiO2 与基体材料的界面相容性,制备的 k-APP/BZ/k-nano-SiO2复配协效改性WPC的拉伸强度和冲击强度分别比APP/BZ/nano-SiO2WPC增加了 5.40%和45.91%,且吸水增重率明显下降,低于未添加阻燃剂的空白组WPC;对复合材料冲击强度测试断面进行扫描电镜分析,可明显观察到断面处空洞减少且没有明显间隙;复配阻燃剂气相阻燃作用原理为:APP分解可以释放出NH3,BZ能够释放出水分可以稀释基材周围的氧气浓度及碳氢化合物及羰基化合物等可燃组分,水分蒸发也能够吸收部分热量;拉曼光谱测试进一步说明了 nano-SiO2能在固相阻燃作用的机理——提高复合材料燃烧后残炭的石墨化程度,从而提高其隔热性能。