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随着建筑业的发展和技术进步,更多的高分子聚合物制品被使用于工程建设中,如各类塑料管材,装饰装修板材等。但几乎所有聚烯烃材料的阻燃性能都不够理想,严重制约了其进一步的发展,如何改善这类材料的燃烧及力学性能已成为当今研究的热点。本文采用纳米氢氧化镁与少量的十溴联苯醚制备的复合阻燃剂,研究了复合阻燃剂对PP、PP-R、HDPE等聚烯烃材料阻燃及力学性能的影响。并利用硅烷偶联剂改性此复合阻燃剂,通过对比实验分析偶联剂对复合阻燃体系的影响。本文还采用CPE作为聚烯烃材料的共混成分加入到共混体系中,研究了CPE给体系所带来的力学性能改善,分析CPE对聚烯烃材料的阻燃辅助作用。
实验结果表明:复合阻燃剂(纳米氢氧化镁:十溴联苯醚:硅烷=20:4:1)对聚烯烃共混材料阻燃性及力学性能具有较佳的改性作用,当复合阻燃剂的添加量在10-20份时,体系的发烟量少,特别是在20份左右的添加量时,可使PP的氧指数达到27、HDPE达到25、PP-R达到29,基本满足B2级塑料氧指数要求,燃烧等级为FV1,达到难燃水平。此时的HDPE材料的冲击强度有大约8%的损失,PP-R材料的冲击强度提高6.6%。特别是经过硅烷改性后的复合阻燃剂,可使材料的性能普遍优化10%左右。当加入20份的复合阻燃剂时,HDPE和PP-R材料的熔融指数分别为下降到0.48和0.28,此时,流动性能仍可满足管材挤出要求。
材料体系中CPE加入初期,0-4份时对体系性能影响不明显,冲击强度和拉伸强度变化缓慢,在CPE添加量达到8份时材料体系力学性能变化幅度较大,表现出明显的改性作用。此时PP的冲击强度升高31%,HDPE的冲击强度提高10.9%,材料的韧性得到明显的改善。CPE添加量超过8份会使严重损害材料的拉伸强度。最后测定管材的部分性能指标,结果显示:通过挤出成型的25mm直径的PP管材,其简支梁冲击试验结果合格,20℃条件下净液压试验16MPa净液压应力、保持2小时,管材无破裂、无渗漏,达到国家标准基本要求。