论文部分内容阅读
本文依据化学膨胀阻燃原理,设计了三组典型的发泡低密度聚乙烯(LDPE)化学膨胀阻燃体系。重点研究了阻燃剂种类、用量和工艺条件对发泡LDPE膨胀阻燃体系燃烧性能、力学性能和泡孔结构的影响;通过光学显微镜(POM)和扫描电镜(SEM)等手段分析和表征了不同碳源作为膨胀组源成分对体系的膨胀层和炭层结构的影响;运用扫描电镜(SEM)、热失重分析(TG)和极限氧指数(LOI)等方式对发泡体系的燃烧机理进行了研究。主要结论如下:在木质素/聚磷酸铵(APP)膨胀阻燃LDPE泡沫材料中,当泡沫材料膨胀阻燃体系中木质素与APP用量为20:90份时,极限氧指数达到难燃级别27%,垂直燃烧测试等级达到FV-0级,易燃泡沫材料被改性成为难燃材料。APP对木质素/APP/LDPE泡沫材料模量影响不大,但降低了泡沫材料的韧性和断裂强度。随着泡沫阻燃体系中APP用量的增加,木质素/APP/LDPE膨胀阻燃泡沫材料泡孔直径变小,泡孔数量增多,泡孔大小变得均匀。炭层致密程度得到明显提高,炭层的平整度降低,炭层的泡孔逐渐减少。在淀粉/APP膨胀阻燃LDPE泡沫材料中,当淀粉与APP用量为20:80份时,泡沫材料的极限氧指数达到难燃级别27%,垂直燃烧测试等级达到FV-0级,淀粉/APP/LDPE膨胀阻燃发泡材料泡孔直径,泡孔壁变薄。燃烧后泡沫材料表面形成的炭层结构覆盖程度和致密程度最高。在木质素/MCA/APP膨胀阻燃LDPE泡沫材料中,MCA的添加,使膨胀阻燃LDPE泡沫材料的刚性和模量提高,泡孔直径增大,泡孔壁变薄。当APP与MCA用量为60:50时,体系的极限氧指数达到28.1%,垂直燃烧等级达到LV-0级,燃烧时无明显熔融滴落现象。700 o C残余炭含量从14.2%升高到32.3%,添加MCA的膨胀阻燃LDPE泡沫材料燃烧后炭层结构更加光滑致密,使膨胀阻燃发泡体系的阻燃效果得到明显提升。当工艺条件为模压温度在160℃-170℃,模压压力在10MPa-12MPa之间时,木质素/MCA/APP膨胀阻燃LDPE泡沫材料的力学性能和阻燃性能最佳。