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全國第一屆阻燃環(huán)保人造板生產(chǎn)及應(yīng)用論壇
納米阻燃劑對木塑復(fù)合材氧指數(shù)和力學(xué)性能的影響
——結(jié)果與討論1
2.1阻燃劑種類對WＰｃ氧指數(shù)的影響
圖１采用了５種阻燃劑，其中ｌ代表納米ＭＨ，Ⅱ代表納米ATH．Ⅲ代表非納米ＡＴＨ，ＩＶ代表納米ATH＋納米MH（比例Ｉ：Ｉ）．Ｖ代表納米ＡＴｎ＋非納米ＡＴＨ（比倒１：１），阻燃劑用量為１２％．
圖１加入不同阻燃劑復(fù)臺材料的氧指數(shù)
由圖１可見：納米阻燃劑要比非納米阻燃劑的阻燃性能好；單獨(dú)使用納米ＭＨ和ＡＴＨ，納米ＡＴＨ要略好于納米ＭＨ；納米ＭＨ和納米ＡＴＨ混合使用，能產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)（ｓｙｎｅｒｇｉｓｔｉｃｅｆｆｅｃｔ）；納米ＡＴＨ和非納米ＡＴＨ混臺使用，產(chǎn)生反協(xié)同效應(yīng)（ａｎｔａｇｏｎｉｓｔｉｃｅｆｆｅｃｔ）。這是因?yàn)榧{米粒子顆粒小，比表面積大，加上納米粒子自身的尺寸效應(yīng)和表面效應(yīng)．增加了阻燃劑與基體之間的接觸面積，增強(qiáng)了阻燃劑與基體界面的相互作用和親和性，改善兩者的相容性；ＭＨ與ＡＴＨ吸收的熱量分別為1.４２ＭＪ／ｋg、１．２ ＭＪ／ｋｇ，而且ＭＨ的熱分解溫度高，理論上應(yīng)該是納米ＭＨ的阻燃效果要比納米ＡＴＨ好，而本實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)了納米ＡＴＨ要略好于納米MH，這是由于兩者不是同一公司產(chǎn)品，雖都是納米級，但尺寸還是存在差異，這就影響了其阻燃效果。
２，２阻燃劑種類對ｗｐｃ力學(xué)性能的影響
圖２～圖４反映了阻燃劑種類對術(shù)塑復(fù)合材彈性模量、靜曲強(qiáng)度和內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度的影響。從圖中可以看出，阻燃劑的添加對WPC材料力學(xué)性能影響很大，木塑復(fù)合材的各項(xiàng)力學(xué)指標(biāo)均有所下降，其中阻內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度受到的影響最為明顯。比較來看，納米ＭＨ對ＭＯＲ的影響最大，而納米ＡＴＨ對ＭＯＥ和IB的影響最為顯著。
圖２不同阻燃劑對板彈性模量的影響
圖３不同阻燃劑對板靜曲強(qiáng)度的影響
圖4不同阻燃劑對板內(nèi)結(jié)臺強(qiáng)度的影響
綜合圖２～圖４可以發(fā)現(xiàn)．納米MH和納米ＡＴＨ的混合阻燃劑對木塑復(fù)合材力學(xué)性能的負(fù)面影響最大，這是因?yàn)榧{米材料雖然會有一部分進(jìn)入到刨花的纖維縫隙之中起到增強(qiáng)材料剛度的作用．但由于納米材料表面積巨大，并且顆粒細(xì)微，容易附著在刨花或塑料的表面．易團(tuán)聚，分散性不好，導(dǎo)致刨花和塑料界面黏合處更多的受到阻燃劑的影響，也就更明顯地削弱了術(shù)塑復(fù)合材的力學(xué)性能。
２.３納米ＭH用量對WPC氧指數(shù)的影響
圖5阻燃劑的用量對氧指數(shù)的影響
從圖５可以得知，加入５％納米ＭＨ阻燃劑后，本塑復(fù)合材的氧指數(shù)由２１.３提高到２２.７；但在５％到１２％之間，氧指數(shù)的增加不明顯；當(dāng)納米ＭＨ用量從１２％增大到１５％時，氧指數(shù)增加的效果更加明顯。納米ＭＨ的阻燃機(jī)理在于受熱分解產(chǎn)生結(jié)合水，同時吸收大量潛熱，不但能降低材料在火焰中的溫度，還可以抑制可燃性氣體的進(jìn)一步分解，從而達(dá)到阻止燃燒的目的［５-10]。