聚合物/层状硅酸盐(PLS)纳米复合材料是一种新型的阻燃材料。这种新型材料与许多传统阻燃材料相比具有多项优异性能,如添加量少而效果明显;对聚合物本来的性能影响小,甚至可以改善材料的力学性能、热稳定性及尺寸稳定性;燃烧时生烟量小,不产生有毒气体,是良好的环境友好型阻燃材料。但目前PLS纳米复合材料的阻燃性能尚存在缺陷,其阻燃性能有待进一步提高。本研究选用的聚合物为高抗冲聚苯乙烯(HIPS),层状硅酸盐为十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)改性的蒙脱土(MMT),即有机蒙脱土(OMMT),采用聚合物熔融插层的方法制备了HIPS/OMMT纳米复合材料。试验以HIPS/OMMT纳米复合材料为研究对象,主要讨论成炭聚合物对PLS纳米复合材料阻燃性能的影响。其中选取的成炭聚合物包括聚碳酸酯(PC)、聚醚酰亚胺(PEI)、聚苯醚(PPO)、聚苯硫醚(PPS)、酚醛树脂(PF)等成炭率高的聚合物。将选取的成炭性聚合物与HIPS/OMMT体系进行复配,采用锥形量热仪、氧指数以及水平垂直燃烧试验进行测试。锥形量热仪试验结果表明,成炭性聚合物的加入能在不同程度上降低复合体系的热释放速率和质量损失速率,HIPS/OMMT纳米复合材料的阻燃性能得到提高。炭渣分析表明,加入成炭性聚合物后,复合材料残炭量增加。氧指数与水平垂直燃烧试验结果表明,加入成炭性聚合物对复合体系的阻燃性能影响很小。氧指数略微提高,但效果并不明显,某些复合体系水平燃烧阻燃级别甚至下降。传统阻燃剂红磷(RP)与成炭性聚合物并用,对HIPS/OMMT复合体系阻燃性能进一步优化。锥形量热仪试验表明:复合体系的热释放速率和质量损失速率均明显下降。但研究结果表明,复合体系阻燃性能的提高主要来自于红磷的作用,成炭性聚合物所起的阻燃作用未能得到体现。同样,在氧指数试验中,复合体系氧指数呈上升趋势,但主要作用仍然来自于红磷,成炭性聚合物的作用无法体现。水平垂直燃烧试验结果表明,在HIPS/OMMT复合体系中单独加入红磷,需红磷在较高添加量下才能使体系得到较高的阻燃级别。而某些成炭性聚合物与红磷共同作用,能使复合体系的水平垂直燃烧性能大大提高。红磷用量适中,在添加少量的成炭性聚合物条件下,便能使复合体系分别达到水平燃烧FH-1级和垂直燃烧FV-0级,表现出良好的阻燃性能。