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天津工业大学学报 第３１卷第６期
ＰＥ基木塑复合材料的阻燃研究
董二莹，任元林，金银山
（天津工业大学纺织学部，天津３００３８７）
摘要：以纳米ＳｉＯ2和ＮＨ4Ｃl协效聚磷酸铵（ＡＰＰ）作为阻燃剂制备了聚乙烯（ＰＥ）木粉复合材料（ＷＰＣ），利用热重分析（ＴＧＡ）、极限氧指数（ＬＯＩ）、傅里叶红外光谱分析（ＦＴＩＲ）以及扫描电子显微镜（ＳＥＭ）对木塑复合材料的热性能、阻燃性能、阻燃机理及炭残渣结构进行了分析表征．结果表明：当ＡＰＰ、ＳｉＯ2和ＮＨ4Ｃ１的质量比为９.８：１.１：１.６时，ＷＰＣ的ＬＯＩ值增加到２９．４％；８００℃时阻燃ＷＰＣ的成炭量提高了１７０％，热性能显著提高；燃烧后木塑复合材料的化学成分发生了变化，阻燃ＷＰＣ炭残渣表面出现鳞片状的晶体．
关键词：木塑复合材料；阻燃；热稳定性；极限氧指数
中图分类号：ＴＢ３３２；ＴＱ３２７．８ 文献标志码：Ａ 文章编号：１６７１—０２４Ｘ（２０１２）０６—００２２～０４
Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｆｌａｍｅ ｒｅｔａｒｄａｎｃｙ ｏｆ ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ／ｗｏｏｄ ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ
木塑复合材料（ｗｏｏｄ—ｐｌａｓｔｉｃｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ，ＷＰＣ）是一种成本低廉、来源广泛、高性能、高附加值的新型绿色环保材料[1-4]．但是天然植物纤维和塑料高聚物都为易燃材料，由此复合而成的木塑复合材料亦属易燃材料．木塑复合材料的易燃性使得其在实际应用过程中受到一定程度的限制，所以，赋予ＷＰＣ阻燃性不仅可拓宽木塑复合材料的应用范围，还可提高木塑复合材料的附加值．近年来对于木塑复合材料的阻燃性研究较多，并取得一定成绩．Ｚｈａｎｇ等[5]以ＣＯ2为发泡剂，以聚磷酸铵（ＡＰＰ）、二氧化硅（ＳｉＯ2）为阻燃剂，研究了ＡＰＰ和ＳｉＯ2对木塑复合材料阻燃性能的影响，研究发现ＡＰＰ、ＳｉＯ2均具有良好的阻燃效果，同时ＡＰＰ和ＳｉＯ2之间具有明显的协同作用．李珊珊等[6]探讨了 ＡＰＰ在ＰＥ基木塑复合材料中的阻燃作用，结果表明，随着ＡＰＰ用量或木粉纤维用量的增加，木塑复合材料的极限氧指数（ＬＯＩ）均显著增加，ＴＧＡ和ＳＥＭ表明，燃烧后残炭量增加及膨胀发泡是ＡＰＰ在木塑复合材料中发挥阻燃性的具体表现．本文以纳米ＳｉＯ2和ＮＨ4Ｃ１协同ＡＰＰ为阻燃剂，研究了其对ＰＥ基木塑复合材料的阻燃效果，并对复合材料的热性能、阻燃性能及残炭结构进行了分析表征．