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全国第一届阻燃环保人造板生产及应用论坛
纳米阻燃剂对木塑复合材氧指数和力学性能的影响
——结果与讨论1
2.1阻燃剂种类对WＰｃ氧指数的影响
图１采用了５种阻燃剂，其中ｌ代表纳米ＭＨ，Ⅱ代表纳米ATH．Ⅲ代表非纳米ＡＴＨ，ＩＶ代表纳米ATH＋纳米MH（比例Ｉ：Ｉ）．Ｖ代表纳米ＡＴｎ＋非纳米ＡＴＨ（比倒１：１），阻燃剂用量为１２％．
图１加入不同阻燃剂复台材料的氧指数
由图１可见：纳米阻燃剂要比非纳米阻燃剂的阻燃性能好；单独使用纳米ＭＨ和ＡＴＨ，纳米ＡＴＨ要略好于纳米ＭＨ；纳米ＭＨ和纳米ＡＴＨ混合使用，能产生协同效应（ｓｙｎｅｒｇｉｓｔｉｃｅｆｆｅｃｔ）；纳米ＡＴＨ和非纳米ＡＴＨ混台使用，产生反协同效应（ａｎｔａｇｏｎｉｓｔｉｃｅｆｆｅｃｔ）。这是因为纳米粒子颗粒小，比表面积大，加上纳米粒子自身的尺寸效应和表面效应．增加了阻燃剂与基体之间的接触面积，增强了阻燃剂与基体界面的相互作用和亲和性，改善两者的相容性；ＭＨ与ＡＴＨ吸收的热量分别为1.４２ＭＪ／ｋg、１．２ ＭＪ／ｋｇ，而且ＭＨ的热分解温度高，理论上应该是纳米ＭＨ的阻燃效果要比纳米ＡＴＨ好，而本实验出现了纳米ＡＴＨ要略好于纳米MH，这是由于两者不是同一公司产品，虽都是纳米级，但尺寸还是存在差异，这就影响了其阻燃效果。
２，２阻燃剂种类对ｗｐｃ力学性能的影响
图２～图４反映了阻燃剂种类对术塑复合材弹性模量、静曲强度和内结合强度的影响。从图中可以看出，阻燃剂的添加对WPC材料力学性能影响很大，木塑复合材的各项力学指标均有所下降，其中阻内结合强度受到的影响最为明显。比较来看，纳米ＭＨ对ＭＯＲ的影响最大，而纳米ＡＴＨ对ＭＯＥ和IB的影响最为显著。
图２不同阻燃剂对板弹性模量的影响
图３不同阻燃剂对板静曲强度的影响
图4不同阻燃剂对板内结台强度的影响
综合图２～图４可以发现．纳米MH和纳米ＡＴＨ的混合阻燃剂对木塑复合材力学性能的负面影响最大，这是因为纳米材料虽然会有一部分进入到刨花的纤维缝隙之中起到增强材料刚度的作用．但由于纳米材料表面积巨大，并且颗粒细微，容易附着在刨花或塑料的表面．易团聚，分散性不好，导致刨花和塑料界面黏合处更多的受到阻燃剂的影响，也就更明显地削弱了术塑复合材的力学性能。
２.３纳米ＭH用量对WPC氧指数的影响
图5阻燃剂的用量对氧指数的影响
从图５可以得知，加入５％纳米ＭＨ阻燃剂后，本塑复合材的氧指数由２１.３提高到２２.７；但在５％到１２％之间，氧指数的增加不明显；当纳米ＭＨ用量从１２％增大到１５％时，氧指数增加的效果更加明显。纳米ＭＨ的阻燃机理在于受热分解产生结合水，同时吸收大量潜热，不但能降低材料在火焰中的温度，还可以抑制可燃性气体的进一步分解，从而达到阻止燃烧的目的［５-10]。