聚磷酸铵复合阻燃剂对木粉/聚乙烯复合材料的阻燃作用

摘要

随着木塑复合材料的应用领域逐步由室外扩展到室内，对这种主要由可燃原料制备而成的环保型复合材料进行阻燃处理是十分必要的。本文采用锥形量热仪(CONE)、极限氧指数(LOI)、热重分析(TGA)、扫描电子显微镜(SEM)和力学测试等研究手段，分析探讨了聚磷酸铵(APP)复合阻燃体系对木粉/高密度聚乙烯（WF/HDPE）复合材料燃烧性能、热降解行为和力学性能的影响。
　　研究表明高聚合度的APP对提高复合材料的氧指数、降低热释放、提高成炭量具有较好的作用，但烟释放偏大。低聚合度的APP有利于降低复合材料的烟释放，改善复合材料在氮气气氛下的热稳定性，但对热释放的抑制效果不明显且导致复合材料力学性能有较大幅度的降低。
　　将GUP与APP以适当比例复配能发挥较好的阻燃和抑烟作用，使得复合材料同时具有较低的热释放和烟释放，降低了复合材料的质量损失速率，提高了残炭量。APP与GUP复配体系使得复合材料的弯曲强度略微下降，弯曲弹性模量和无缺口冲击强度有不同程度的提高。在APP与GUP复配体系中进一步添加少量的氧化锌能够表现出较好的协同阻燃作用。
　　APP与氨基磺酸胍复合阻燃体系通过对木粉的催化成炭作用，提高了WF/HDPE复合材料的残炭量，有效抑制了复合材料的热释放和烟释放，并且使得复合材料具有较高的氧指数，其阻燃和抑烟效果优于GUP与APP复合阻燃体系。磷酸氢二胍与APP复配对于降低复合材料的烟释放和热释放也有一定作用，但阻燃和抑烟效果不如氨基磺酸胍与APP复合阻燃体系，而且对力学性能也有一定不利影响。氧化锌、硼酸锌在APP与磷酸氢二胍和APP与氨基磺酸胍复配体系中均未表现出协同阻燃作用，反而使复合材料的阻燃及力学性能有所下降。

目录

摘要

1 绪论

1．1 引言

1．2 木材阻燃概述

1．2．1 木材阻燃的必要性

1．2．2 木材阻燃剂

1．2．3 木材阻燃机理

1．3 聚烯烃阻燃概述

1．3．1 聚烯烃阻燃的必要性

1．3．2 聚烯烃阻燃剂

1．3．3 聚烯烃阻燃机理

1．4 木塑复合材料阻燃概述

1．4．1 木塑复合材料阻燃的必要性

1．4．2 木塑复合材料的热解和燃烧特性

1．4．3 木塑复合材料阻燃的研究进展

1．5 本文研究的目的、意义及主要内容

2 APP聚合度对木粉／高密度聚乙烯复合材料阻燃性能的影响

2．1 引言

2．2 实验部分

2．2．1 主要原料

2．2．2 主要仪器及设备

2．2．3 阻燃木粉／高密度聚乙烯复合材料的制备

2．2．4 性能测试及表征

2．3 结果与讨论

2．3．1 不同聚合度的APP阻燃木粉／高密度聚乙烯复合材料的燃烧性能

2．3．2 不同聚合度的APP阻燃木粉／高密度聚乙烯复合材料的热降解行为

2．3．3 不同聚合度的APP阻燃木粉／高密度聚乙烯复合材料的力学性能

2．4 本章小结

3 APP与GUP复配阻燃木粉／高密度聚乙烯复合材料

3．1 引言

3．2 实验部分

3．2．1 主要原料

3．2．2 主要仪器及设备

3．2．3 阻燃木粉／高密度聚乙烯复合材料的制备

3．2．4 性能测试与表征

3．3 结果与讨论

3．3．1 APP与GUP复配阻燃木粉／高密度聚乙烯复合材料的燃烧性能

3．3．2 APP与GUP复配阻燃木粉／高密度聚乙烯复合材料的热降解行为

3．3．3 APP与GUP复配阻燃木粉／高密度聚乙烯复合材料的力学性能

3．4 本章小结

4 APP与胍盐复配阻燃木粉／高密度聚乙烯复合材料

4．1 引言

4．2 实验部分

4．2．1 主要原料

4．2．2 主要仪器及设备

4．2．3 阻燃木粉／高密度聚乙烯复合材料的制备

4．2．4 性能测试及表征

4．3 结果与讨论

4．3．1 APP与胍盐复配阻燃木粉／高密度聚乙烯复合材料的燃烧性能

4．3．2 APP与胍盐复配阻燃木粉／高密度聚乙烯复合材料的热降解行为

4．3．3 APP与胍盐复配阻燃木粉／高密度聚乙烯复合材料的力学性能

4．4 本章小结

5 氧化锌与硼酸锌在APP复配阻燃木粉／高密度聚乙烯复合材料体系中的作用

5．1 引言

5．2 实验部分

5．2．1 主要原料

5．2．2 主要仪器及设备

5．2．3 阻燃木粉／高密度聚乙烯复合材料的制备

5．2．4 性能测试及表征

5．3 结果与讨论

5．3．1 氧化锌和硼酸锌对APP复配体系阻燃复合材料燃烧性能的影响

5．3．2 氧化锌和硼酸锌对APP复配体系阻燃复合材料热解行为的影响

5．3．3 氧化锌和硼酸锌对APP复配体系阻燃复合材料力学性能的影响

5．4 本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢

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