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第４期 纖 維 復(fù) 合 材 料 Ｎｏ．５
高阻燃片狀膜塑料（ＳＭＣ）的研究
——結(jié)果與分析
３．１最佳配方的確定
表３是正交實(shí)驗(yàn)兩個(gè)考核指標(biāo)的極差分析表。對于極差分析來說，某列的極差最大，表示該列的數(shù)值在試驗(yàn)范圍內(nèi)變化時(shí)，使試驗(yàn)指標(biāo)數(shù)值的變化最大，即該因素對試驗(yàn)結(jié)果的影響最大。對于拉伸強(qiáng)度，三個(gè)因素影響的主次順序依次是：樹脂類型＞低輪廓添加劑類型＞阻燃劑類型，說明不同的樹脂類型對配方強(qiáng)度的影響最大，是最主要的影響因素；低輪廓添加劑類型對拉伸強(qiáng)度也有一定的影響，是次要因素；而阻燃劑類型對拉伸強(qiáng)度幾乎沒有什么影響。由分析結(jié)果可見，對于拉伸強(qiáng)度來說，其最優(yōu)方案為Ａ２Ｂ２Ｃ２。對于氧指數(shù)，三個(gè)因素影響的主次順序依次是：阻燃劑類型＞低輪廓添加劑類型＞樹脂類型，從表３的結(jié)果可見，最佳方案應(yīng)該為Ａ３B3C3。
表３正交試驗(yàn)Ｌ９（３４）的試驗(yàn)結(jié)果
２．２最佳配方中ＡＴＨ高阻燃的實(shí)現(xiàn)
圖１不同粒徑ＡＴＨ對ＳＭＣ粘度的影響
氫氧化鋁（ＡＴＨ）在塑料工業(yè)中作為無鹵素、低發(fā)煙量以及無毒的阻燃添加劑已有廣泛的使用。要達(dá)到較好的阻燃效果，ＡＴＨ的加入量應(yīng)較高，但要實(shí)現(xiàn)ＡＴＨ的高填充，ＡＴＨ的粒徑大小及分布至關(guān)重要[9]。圖１是不同粒徑分布的氫氧化鋁加入２５０ｐｈｒ后對樹脂糊初始粘度影響的結(jié)果。圖中Ｃ３１０為國產(chǎn)ＡＴＨ．Ａ９０４和Ａ９０６為進(jìn)口ＡＴＨ，Ａ９０８、Ａ９２１及Ａ９３５為粒徑分布通過分級優(yōu)化的ＡＴＨ。由圖１可見，由于國產(chǎn)ＡＴＨ填料粒徑及分布的不合理，使得樹脂糊的初始粘度達(dá)到１１０Ｐａ?s，用進(jìn)口ＡＴＨ的樹脂糊初始粘度略低一些，其中Ａ９０４為５７Ｐａ．ｓ，Ａ９０８為４５Ｐａ?ｓ。通過對進(jìn)口 ＡＴＨ進(jìn)行分級篩選，重新確定粒徑分布后，樹脂糊的粘度進(jìn)～步降低，最小的僅為２５Ｐａ?ｓ。粘度最小的Ａ９３５的平均粒徑為２１ ，粒徑分布范圍為４—３５ ，由于較多細(xì)顆粒的存在阻礙了粗顆粒的沉降，使得樹脂糊的粘度降低。同時(shí)，較多的細(xì)顆粒也可以增加其阻燃效果。氫氧化鋁的阻燃機(jī)理被認(rèn)為是[10-11]，當(dāng)加熱到２２００Ｃ以上 時(shí)，氫氧化鋁吸熱分解生成氧化鋁和水，即
２Al（ＯＨ）３→Ａｌ2０３＋３Ｈ２０
氫氧化鋁分解吸收熱量，使燃燒的聚合物傳遞回凝固相，阻止了高聚物的繼續(xù)熱分解，也降低了燃燒速率，同時(shí)生成的Ａ１２０，附在產(chǎn)品表面上，阻止了產(chǎn)品的繼續(xù)燃燒，分解后放出水蒸氣，一方面稀釋了可燃?xì)怏w０２，另一方面也可以吸收煙塵，降低煙氣的生成。
由此可見，對于兩個(gè)考核指標(biāo)分析出的最優(yōu)方案不同。結(jié)合實(shí)際情況，綜合考慮各因素各水平的影響，樹脂對拉伸強(qiáng)度影響最大，而對氧指數(shù)影響較小，因此樹脂的水平選擇Ａ2；低輪廓添加劑對拉伸 強(qiáng)度、氧指數(shù)的影響都不大，但考慮其實(shí)際對強(qiáng)度的影響應(yīng)該更大一些，因此選擇水平Ｂ２；對于阻燃劑類型，由于其對拉伸強(qiáng)度幾乎沒有影響，而對氧指數(shù)的影響非常顯著，因此應(yīng)該選擇Ｃ3；綜合考慮分析出的最優(yōu)方案為Ａ２Ｂ２C3，與５#試驗(yàn)方案一致，即樹脂為S２５２０型樹脂，低輪廓添加劑為Ｌ３３２０，阻燃劑類型為添加型阻燃劑Ｔｚ。