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本文用卤系阻燃剂与磷系阻燃剂进行复配,分别优选出对于聚苯乙烯(PS)阻燃效果最好的卤-磷复合阻燃剂M和对环氧树脂(EP)阻燃效果最好的卤-磷复合阻燃剂T。
采用水平燃烧法和极限氧指数法对两种体系阻燃复合材料的阻燃性能进行研究,采用扫描电镜和红外光谱分析燃烧残炭的微观形态结构和化学结构,采用热重法研究两种体系阻燃复合材料的热稳定性。
对于聚苯乙烯阻燃复合材料(FRPS),当复合阻燃剂M的含量低于6%,FRPS不具备阻燃特性,阻燃剂用量在8%~10%时,FRPS能在空气中自熄,燃烧级别为FH-2;当阻燃剂用量为12%时,FRPS在未燃烧到标线时就已经自熄,表现出优异的阻燃效果,燃烧级别为FH-1。在空气氛围下,复合阻燃剂M的添加降低了PS的起始分解温度,增加了残炭率;而在氮气氛围下,PS的起始分解温度在添加阻燃剂后提高。FRPS在氮气氛围下的热稳定性更好。FRPS的拉伸强度、冲击强度随着阻燃剂甩量的增加而降低,当阻燃剂用量为12%时,PS的拉伸强度降低了16.4%,冲击强度降低了33.3%。。采用毛细管流变仪和熔融指数仪研究FRPS的流变行为,FRPS呈现假塑性流体的特征,粘度随着阻燃剂用量的增加而降低。
对于环氧树脂阻燃复合材料(FREP),随着复合阻燃剂T用量的增加,FREP的阻燃性能随之提高。当复合阻燃剂T用量达到15%,FREP表现出良好的阻燃性能,燃烧级别为FH-1,氧指数OI为28.6%。复合阻燃剂T的添加降低了环氧树脂的起始分解温度,催化了环氧树脂在初始阶段的降解,同时促进了热稳定性更高的炭层生成覆盖在材料的表面,提高了FREP的阻燃性。阻燃剂的加入影响材料的力学性能,拉伸强度、弹性模量、冲击强度随着阻燃剂的增加而降低。阻燃剂用量为18%时,FREP的拉伸强度降低了24.5%,FREP弹性模量降低了32.1%,FREP的冲击强度降低了57.4%。