PP/IFR/OctaTMA-POSS纳米复合材料的制备及阻燃和力学性能研究

摘要

采用溶胶-凝胶法合成了八聚(四甲基铵)笼形倍半硅氧烷(Octa TMA-POSS),并采用傅立叶红外(FTIR)、核磁共振(NMR)、热重分析(TGA)等对Octa TMA-POSS的结构进行表征.然后,采用熔融共混技术制备PP/IFR/Octa TMAPOSS纳米复合材料,并研究其与膨胀型阻燃剂(IFR)的协效阻燃作用.测试结果表明,添加适量Octa TMA-POSS不仅提高了PP/IFR体系的热稳定性,还进一步降低了PP/IFR体系在燃烧过程中的热释放速率和烟气释放速率;当添加6%Octa TMA-POSS时,PP/IFR/Octa TMA-POSS纳米复合材料达到V0级别.这主要归因于Octa TMA-POSS分解生成纳米分散的二氧化硅,促进复合材料表面形成结实的含炭残余层,阻碍了聚丙烯分解的气体产物逸出和氧气进入聚丙烯基体,从而提高PP/IFR体系的热稳定性和阻燃性能.同时,Octa TMA-POSS的加入提高了PP/IFR体系的拉伸强度和冲击强度.