摘要 木塑復(fù)合材料是一種新型材料，已經(jīng)廣泛的應(yīng)用到了人民日常生活的各個(gè)領(lǐng)域。但 是由于它屬于易燃材料，極大的限制了木塑復(fù)合材料的應(yīng)用范圍。這也凸顯了有關(guān)木塑 復(fù)合材料阻燃研究的重要性。 本文主要以膨脹型阻燃劑、無(wú)機(jī)阻燃劑以及溴，銻阻燃體系對(duì)聚丙烯木粉復(fù)合材料 進(jìn)行阻燃。并研究了不同阻燃體系及阻燃劑含量對(duì)聚丙烯木粉復(fù)合材料性能的影響； 研究表明當(dāng)膨脹型阻燃劑中a p p 與成炭劑的比例為3 ：1 時(shí)，木塑復(fù)合材料具有最好 的阻燃性能。其中時(shí)添加2 5 a p p 與p e r 復(fù)配阻燃劑時(shí)，材料的氧指數(shù)可達(dá)到2 9 5 ； a p p 與c e a 復(fù)配時(shí)，添加2 5 的阻燃劑，材料的氧指數(shù)為3 0 1 垂直燃燒都均為f v - 0 級(jí)。同時(shí)少量添加人造沸石有利于提高材料的阻燃性能。復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng) 度隨阻燃劑添加量增加有所提高；沖擊強(qiáng)度則大幅度下降。隨著阻燃劑添加量的增大， 材料的l o i 和垂直燃燒級(jí)別均有提升。膨脹型阻燃劑的加入，會(huì)提高聚丙烯木粉復(fù)合 材料達(dá)到最大分解速率的溫度，降低復(fù)合材料中木粉的分解速率，同時(shí)分解剩余的殘?zhí)?量也會(huì)增加。 無(wú)機(jī)阻燃劑a i ( o h ) 3 和m g ( o h ) 2 的加入對(duì)材料的力學(xué)性能有一定的影響。主要表現(xiàn) 在：材料的力學(xué)性能，尤其是拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度都有很大的提高，材料的力學(xué)性能隨 阻燃劑含量增加而略有變化，但變化不大；無(wú)機(jī)阻燃劑的加入可以明顯提升材料的 l o i 但是材料熔滴現(xiàn)象明顯，材料的阻燃性能需要進(jìn)一步提高；無(wú)機(jī)阻燃劑的加入可 以提高聚丙烯木粉復(fù)合材料的起始分解溫度，提高材料的熱穩(wěn)定性。 當(dāng)在聚丙烯木粉復(fù)合材料中以摩爾比3 ：1 的比例添加十溴二苯醚與氧化銻，添加量 小于1 5 時(shí)，復(fù)合材料的拉伸性能和彎曲性能會(huì)有所提高。但隨著阻燃劑含量的提高， 材料的拉伸與彎曲性能會(huì)略有下降。阻燃劑的添加對(duì)材料沖擊性能基本沒(méi)有影響；材料 的l o i 與垂直燃燒級(jí)別隨阻燃劑添加量的增加而提高，但材料在燃燒過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量 的黑煙并伴隨有少量的熔滴。阻燃劑的加入對(duì)材料的熱降解行為由一定的影響。尤其是 可以明顯降低復(fù)合材料在4 8 1 時(shí)的熱分解速率。 關(guān)鍵詞木粉：聚丙烯；復(fù)合材料；阻燃劑； a b s t r a c t w o o d - p l a s t i cc o m p o s i t e r p 0 i san e w s t y l em a t e r i a la n dw i d e l yu s e di ne v e r yf i e l d so f p e c p l e sd a i l yl i f e 日e c 黜t h ef i l r t h e fa p p l i c a t i o ni s “s 虹i c 鈀i lf o r i t sf l a m m a b i l i t y , i t s i m p o r t e rt os t u d yo nt h en a m cr c t a r d s n c yo f t h ew o o d - p l a s t i cc o m p o s i t e i nt h i sp a p e r , f l a m em a r d e dp o l y p r o p y l e n e - w o o d ( p p - w o o d ) c o m p o s i t e sw e r ep r e p a r e d b yu s i n gi n t u m e s c e n tf l a m er e t a r d a n t , i n o r g a n i cf l a m er e t a r d a n t , d b d t oa n ds b 2 0 3 t h e n a m er e t a r d a n c ya n dm e c h a n i c a l 班0 p c 柑偽o ft h ec o m p o s i t e sw t 舶i ：s t u d i e dw i t ht h ed i f f e r e n t c o n t e n to f t h ef l a m er e t a r d a u t s t h ee x p e r i m e n t a lr e s u l t sd e m o n s t r a t e dt h a tw o o d - p l a s t i cc o m p o s i t e sp r e s e n t e dt h eb e s t f l a m em t a r d a n c yw h i l et h em a s sp r o p o r t i o no ft h ea p pa n dc h a rf o r m i n ga g e n tw a s3 ：1 2 5 a p pa n dp e rw c g ca d d e di n mt h ec o m p o s 豇ca st h ef l a m e 職= t a 州i a n t ，i 船l o ir e a c h e d2 9 5 v h i l c2 5 a p pa n dc f a w e r ea d d e d , t h el o io ft h ec o m p o s i t ew a s3 0 1 b o t ho ft h e mc o u l d p a s sf v - 0r a t i n g ；t h ef l a m er e t a r d a n c yo fs y s t e mi n c r e a s e dw i t ht h ea d d i t i o no fs e a z i t ea ；t h e m e c h a n i c a lp r o p e r t i e ss u c ha st e n s i l es t r e n g t ha n df l e x u r a ls t r e n g t hi n c r e a s e d , n o t c h e di z o d i m p a c ts t r e n g t hd e c r e a s e dw i t ht h en 鋤cr e t a r d a n ta d d e d a n dt h el o ia n dl e v e lo fv e r t i c a l b u r n i n gw e r eh , g h e rw h e nt h ea d d i t i o no ff l a m er e t a r d a n ti n c r e a s e d t g aa n dd t g d a t a d e m o n s t r a t e dt h a tp p w b o dc o m p o s i t eh a dag o o da b i l i t yo fc h a rf o r m a t i o na n di ts h o w e da h i g h e rt e m p e r a t u r eo ft h ef a s t e s tt h e r m a ld e g r a d a t i o na n dal o w e rr a t eo ft h e r m a ld e g r a d a t i o n t h et e n s i l es t r e n g t ha n df l e x u r a ls t r e n g t hi n c r e a s e dw i t ht h ea d d i t i o no fi n o r g a n i cn a m c r e t a r d a n t a n dt h e yc h a n g e dn o to b v i o u s l yw i t ht h ei n c r e a s eo ff l a m er e t a r d a n t t h ei n o r g a n i c 日鋤cr e t a r d a u ti sav e r ye f f e c t i v en l h n em r a r d a n tw i t ht h ec o m p o s i t e s b u tt h em a t e r i a l sh a d s e i n ed r i p p i n gw h e ni tw a sb u r n i n g f l a m er e t a r d e dp o l y p r o p y l e n e - w o o d ( p p - w o o d ) c o m p o s i t ew a sp r e p a r e db yu s i n g d b d t oa n da n t i m o n yt r i o x i d ew i t ht h em o l ep r o p o r t i o no fb rt os bw a s3 ：1 t h ee x p e r i m e n t a l 塢s u l td e m o n s t r a t e dt h a tt h et e n s i l es t r e n g t ha n df l e x u r a ls t r e n g t he n h a n c e dw h e nt h ef l a m e r e t a r d a n ti sl e s st h a n1 5 ，a n dt h e yw e r ed e c r e a s e dw i t ht h ei n c r e a s eo ft h ef l a m er e t a r d a n t 1 1 f l a m er e t a r d a n to nn o t c h e di z o ds t r e n g t hw a sn o to b v i o u s t h el o ia n dl e v e lo fv e r t i c a lb u r n i n gw e r eh i g h e rw h e nt h ea d d i t i o no fn a 峙r e t a r d a n t i n c r e a s e d b u tt h e r ew e l eal o to ft h i c ks m o k ea n dd r i p p i n gw h e nt h ec o m p o s i t e sb u r n i n g t h e f l a m er e t a r d a n tc o u l de n h a n c et h et h e r m a ls t a b i l i t yo fw p ca n dr e d u c et h es p e e do ft h e r m a l d e g r a d a t i o na t4 8 1 ( 2 k e y w o r d s w o o df l o u r ；p o l y p r o p y l e n e ；c o m p o s i t e ；n a m cr e t a r d a n t ； 獨(dú)創(chuàng)性聲明 本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研 究成果。據(jù)我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他 人已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的研究成果，也不包含為獲得壅韭盎些盤堂或其他教育 機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書(shū)而使用過(guò)的材料。與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢 獻(xiàn)均己在論文中作了明確的說(shuō)明并表示謝意。 學(xué)位論文作者簽名幕毛簽字日期：乃夕年苫月叫e t 學(xué)位論文作者簽名礦踅毛簽字日期：矽年占月叫 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū) 本學(xué)位論文作者完全了解塞韭盎些盤鱟有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī) 定，有權(quán)保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤，允許論文被查 閱和借閱。本人授權(quán)壅韭盎些盤堂可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有 關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論 文。 ( 保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)書(shū)) 學(xué)位論文作者簽名：專丐 導(dǎo)師簽名： 鴦刊弋學(xué)位論文作者簽名：彳伊丐 導(dǎo)師簽名： 鴦刊 簽字日期：口7 年z 月研e t簽字日期：伽7 年6 月2f 日 學(xué)位論文作者畢業(yè)后去向： 工作單位： 通訊地址： 電話： 郵編： 1 緒論 1 緒論 1 1 引言 木塑復(fù)合材料( w o o d - p l a s t i c sc o m p o s i t e s ，簡(jiǎn)稱w p c ) 是以木材為主要原料，經(jīng)過(guò)適當(dāng) 的處理使其與各種塑料通過(guò)不同的復(fù)合途徑生成的高性能、高附加值的綠色環(huán)保復(fù)合材 料【l j 在最近加年問(wèn)木塑復(fù)合材料漸漸成為復(fù)合材料研究的一個(gè)熱點(diǎn)。它也因其優(yōu)良 的性能被廣泛的應(yīng)用于建筑、裝飾、汽車工業(yè)等諸多領(lǐng)域。 1 2 木塑復(fù)合材料的概述 木塑復(fù)合材料是一種新型的復(fù)合材料，按照做為基體的塑料種類可以將木塑復(fù)合材 料分類如下： 木纖維或木粉增強(qiáng)熱固性塑料：該類材料主要有木纖維或木粉增強(qiáng)酚醛樹(shù)脂，木纖 維或木粉增強(qiáng)環(huán)氧樹(shù)脂等 木纖維或木粉增強(qiáng)熱塑性塑料：該類材料主要以木纖維或木粉作為分散體來(lái)增強(qiáng)聚 乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、a b s 樹(shù)脂和聚苯乙烯等其中前三者在該類復(fù)合材料中研究 得最多，應(yīng)用最廣泛，分別占據(jù)木塑復(fù)合材料市場(chǎng)的7 0 、1 7 和1 3 1 2 1 1 2 。1 木塑復(fù)合材料在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展和背景 木纖維及木粉塑料配混料研究已有多年歷史，但一直未能工業(yè)化，1 5 年前左 右，才有很小量用于低值的吸聲制品由于環(huán)境觀念自缸加強(qiáng)，美國(guó)建筑工業(yè)尋找木材的 替代材料( 不腐蝕、不翹曲、維修方便，外觀與木材相似) ，而韓國(guó)和日本的紙、木材 加工廠為尋找木粉、廢木屑等的應(yīng)用，都推動(dòng)和加速了w p c 的研究和應(yīng)用開(kāi)發(fā)。把木 粉填充配混料加工成建筑和結(jié)構(gòu)用型材是目前擠出行業(yè)最活躍的，新應(yīng)用開(kāi)發(fā)也層出不 窮，所以盡管已有幾十年的研究歷史，但由于w p c 巨大的潛在應(yīng)用市場(chǎng)，正受到人們 普遍關(guān)注。不少國(guó)家投入力量加快開(kāi)發(fā)和應(yīng)用步伐，尤其是型材的生產(chǎn)，被稱為是一個(gè) 。熱門”市場(chǎng)州。 近二十幾年來(lái)發(fā)展最快的是木纖維及木粉增強(qiáng)熱塑性聚合物復(fù)合材料1 9 8 3 年，美 國(guó)一家公司w o o d s t o c k 開(kāi)始用意大利擠出技術(shù)生產(chǎn)汽車內(nèi)部底板裝置，用p p 和5 0 的 木粉擠出成型，這種產(chǎn)品是美國(guó)對(duì)w p c 的較早應(yīng)用。到9 0 年代初，美國(guó)另外一家公司 t r e x 開(kāi)始生產(chǎn)由p v c 和5 0 木纖維構(gòu)成的w p c ，這種產(chǎn)品主要用作門窗，原料組分既 可以是原生的也可以是回收的1 4 l 。 1 9 9 6 年，幾家美國(guó)公司開(kāi)始專門生產(chǎn)這種w p c 母料，提供給那些能直接加工成型 的廠家。從9 0 年代中期開(kāi)始，對(duì)w p c 的研究熱情空前高漲，受到了廣泛的關(guān)注，技術(shù) 也在不斷地走向成熟嘲。 東北林業(yè)大學(xué)硬士學(xué)位論文 1 9 9 1 年，關(guān)于w p c 的第一屆國(guó)際會(huì)議在美國(guó)的威斯康星州召開(kāi)，把分別來(lái)自塑料 業(yè)和木材業(yè)的專家學(xué)者以及企業(yè)代表們召集起來(lái)共同探討w t c ，以獲得新的思想和新 的技術(shù)；第二年，類似的會(huì)議在加拿大多倫多召開(kāi)嘲。 近年來(lái)，木塑復(fù)合材料的研究又有新的進(jìn)展。許多新型產(chǎn)品被開(kāi)發(fā)，應(yīng)用在建筑領(lǐng) 域、汽車內(nèi)飾、包裝領(lǐng)域等。而且木塑復(fù)合材料呈現(xiàn)出一種新趨勢(shì)。如；產(chǎn)品的功能 化，纖維原料的擴(kuò)展，新型助劑的研發(fā)，發(fā)泡工藝的運(yùn)用等。 1 2 2 木塑復(fù)合材料的性能和特點(diǎn) 木粉是一種具有比強(qiáng)度高，比表面積大，密度低。價(jià)廉，對(duì)設(shè)備磨損小以及可再生 性和可生物降解等優(yōu)點(diǎn)，而與之復(fù)合的高分子聚合材料通常是具有廣泛用途的工業(yè)材 料，因此價(jià)格亦較低廉，如聚乙烯，聚丙烯。將這兩種價(jià)格低廉、來(lái)源豐富的材料粘合 在一起，就可生產(chǎn)出新型的復(fù)合材料。這種新型的、可循環(huán)使用的耐久性材料，既可改 善熱塑性塑料的線脹系數(shù)大，尺寸穩(wěn)定性較差，剛性，耐疲勞性和某些機(jī)械強(qiáng)度差等缺 點(diǎn)，也可改善木纖維的性能，互相取長(zhǎng)補(bǔ)短，因此用木纖維和熱塑性高分子材料復(fù)合出 的產(chǎn)品具有優(yōu)良的品質(zhì)，可以用于汽車工業(yè)、建筑行業(yè)和運(yùn)輸業(yè)等方面用。主要特點(diǎn)可 歸結(jié)如下州： ( 1 ) 、耐用、壽命長(zhǎng)，有類似木質(zhì)外觀，比塑料硬度高； ( 2 ) 、具有優(yōu)良的物性，比木材尺寸穩(wěn)定性好，不會(huì)產(chǎn)生裂縫、翹曲、無(wú)木材節(jié)疤、斜 紋，加入著色劑、覆膜或復(fù)合表層可制成色彩絢麗的各種制品； ( 3 ) 、有熱塑性塑料的加工性，容易成型，用一般塑料加工設(shè)備或稍加改造后便可進(jìn)行 成型加工。便于推廣應(yīng)用； ( 4 ) 、有類似木材的二次加工性，可切割、粘接，用釘子或螺栓連接固定，可涂漆，產(chǎn) 品規(guī)格形狀可根據(jù)用戶要求調(diào)整，靈活性大； ( 5 ) 、不怕蟲(chóng)蛀，耐老化、耐腐蝕、吸水性小，不會(huì)吸濕變形； ( 6 ) 、能重復(fù)使用和回收再利用，環(huán)境友好； ( 7 ) 、維修費(fèi)用低。 缺點(diǎn)是韌性低于塑料母體樹(shù)脂，加工設(shè)備、下游裝置、模具均需作相應(yīng)調(diào)整和改 造。 1 2 3 木塑復(fù)合材料的應(yīng)用和前景 北美是目前世界木塑復(fù)合材料市場(chǎng)最大的地區(qū)，據(jù)美國(guó)p r i c i p i ap a r m e r s 咨詢公司唧 的專項(xiàng)報(bào)告“2 0 0 1 年木塑復(fù)合材料用作建筑用鋪板充滿活力的室外建筑應(yīng)用”中指 出，2 0 0 1 年僅北美市場(chǎng)用量就達(dá)3 2 0 k t ，在2 0 0 5 年前需求以兩位數(shù)速率遞增，2 0 0 5 年 用量比2 0 0 1 年翻番，其中鋪板( 包括平臺(tái)、路板、站臺(tái)、墊板) 用量就占總用量的 6 0 以上。除鋪板外，還有護(hù)墻板、天花板、裝飾板、踏腳板、壁板、高速公路噪音隔 板、海邊鋪地板、建筑模板、防潮板，還可做裝飾邊框、柵欄和庭園扶手、包裝用墊板 和組合托盤、室外露天桌椅、船舶坐艙隔板、辦公室隔板、貯存箱、花箱、活動(dòng)架，開(kāi) i 緒論 發(fā)中的制品有披疊板、百葉窗等。 w p c 用于建筑工業(yè)的裝飾板，其主要組成是5 0 7 0 的姐) p b 或i d 】瞪和4 0 6 0 目的木纖維；由3 0 4 0 的p v c 基體和8 0 2 0 0 目的木纖維增強(qiáng)體構(gòu)成的w p c 板材用 來(lái)制作門窗；p p 和木纖維復(fù)合而成的w p c 制品主要應(yīng)用于汽車的內(nèi)襯飾件。 由于w p c 是環(huán)境友好材料，s t r a n d e x 公司指出，盡管目前歐洲用量不大，但因?yàn)?加工廠擔(dān)心歐洲反對(duì)用c ，并通過(guò)歐共體以法規(guī)形式有效地限用f v c 制品所以木 塑窗框替代i v c 窗框是個(gè)巨大市場(chǎng)和機(jī)會(huì)，因此有人認(rèn)為木塑制品替代p v c 和其他塑 料制品會(huì)象以前塑料替代木制品一樣，增長(zhǎng)會(huì)相當(dāng)快 我國(guó)的木塑復(fù)合材料主要是用于制造托盤，是采用擠出機(jī)擠出或注塑技術(shù)制得， 它綜合了木托盤、塑料托盤和鋼制托盤的優(yōu)點(diǎn)，而基本上彌補(bǔ)了其不足。其型材具有高 密度、高強(qiáng)度、抗酸堿、耐腐蝕、不易老化、不吸水的優(yōu)點(diǎn)。解決了木托盤潔凈度差， 生產(chǎn)質(zhì)量無(wú)法規(guī)范化和壽命短的問(wèn)題，與木托盤同樣可鋸可卯可釘，其組裝方式解決了 塑料托盤在結(jié)構(gòu)適應(yīng)性及維護(hù)維修方面的問(wèn)題。它的承載性比塑料托盤大大提高，且可 1 0 0 回收重量及成本上遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于鋼制托盤，塑木托盤自重約為木制、塑料托盤的兩 倍，人工搬運(yùn)略有不便。塑木高密度復(fù)合型材是目前國(guó)際上非常先進(jìn)的一種技術(shù)產(chǎn)品， 西方發(fā)達(dá)國(guó)家已有較大范圍的應(yīng)用，隨著工藝技術(shù)的不斷完善，塑本托盤最終目標(biāo)是要 替代木制托盤，它又是交廢為寶，消除污染的環(huán)保產(chǎn)品，可適當(dāng)緩解我國(guó)森林資源的不 足，因而有廣闊前景。 總之，塑木復(fù)合材料是一種前景看好的環(huán)保型材料，加工技術(shù)日趨成熟和多樣化。 1 3 木塑復(fù)合材料研究存在的問(wèn)題和所取得的進(jìn)展 w p c 研究與開(kāi)發(fā)的主要關(guān)鍵問(wèn)題是術(shù)纖維與聚合物的界面相容性以及在加工時(shí)木 粉的熱穩(wěn)定性 由于木粉熱分解溫度比較低，一般在1 5 0 2 0 0 c 便開(kāi)始分解，而w p c 的加工溫 度一般在1 7 0 2 0 0 c 左右，因此，在木塑復(fù)合材料的加工過(guò)程中，可能伴隨著部分木粉 熱分解，這給成型加工造成困難，也會(huì)影響木粉增強(qiáng)塑料復(fù)合材料的力學(xué)性能 另外，木纖維表面含有大量的羥基基團(tuán)，具有較高韻表露能和親水性，麗聚合物 ( 聚烯烴) 的表面能極低，極性很弱，兩者的相容性極差，從而增加了復(fù)合材料的加工 難度，導(dǎo)致復(fù)合材料的物理機(jī)械性能下降，因此，研究界面相容劑及界面性能是塑木復(fù) 合材料成功研究開(kāi)發(fā)的技術(shù)關(guān)鍵之一 這一系列不良因素延緩了木纖維增強(qiáng)聚合物復(fù)合材料的工業(yè)化進(jìn)程。再有，w p c 的應(yīng)用領(lǐng)域大多數(shù)都要求材料的阻燃性，為此賦予w p c 良好的阻燃性能將成為這一材 料研究的新熱點(diǎn)之一【蚓。 1 3 1 木塑復(fù)合材料的界面相容性 界面相容性是復(fù)合材料的研究的關(guān)鍵技術(shù)，特別是對(duì)木纖維熱塑性聚合物復(fù)合體 系更為突出。作為增強(qiáng)材料的木纖維由纖維素、半纖維索和木素組成，其中纖維素和半 東北林業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文 纖維素表面含有大量的醇羥基，表面具有強(qiáng)極性和吸水性，木素是由以苯丙烷為單元經(jīng) 縮合形成的含苯環(huán)、含氧和含酚羥基高度交聯(lián)的大分子而作為基體的熱塑性聚合物多 為聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等。這些聚合物的表面為非極性或極性很小。二者的界面 極性相差很大，需通過(guò)界面相容劑改變界面的極性目前所采用的方法有多種多樣，但 可歸納成兩大類，一類是高分子型界面相容劑，另一類是低分子偶聯(lián)改性劑【塒。 ( 1 ) ，高分子型界面相容劑 在高分子型界面相容劑中，一種是采用熟塑性彈性體，主要包括乙丙三元橡膠 ( e p d m ) 、聚異丁烯( p i b ) 、苯乙烯一丁二烯一苯乙烯共聚物( s b s ) 、乙烯一醋酸乙烯酯 共聚物( e v a ) 等1 1 4 】； 另一種是采用表面接枝極性單體的熱塑性彈性體或者聚犧烴常用的有：馬來(lái)酸酐 接枝聚乙烯( p e - g - m a ) 、馬來(lái)酸酐接枝聚丙烯( p p - g - m a ) 、馬來(lái)酸酐接枝乙丙三元橡 膠( e p d m - g - m a ) 、馬來(lái)酸酐接枝苯乙烯一丁二烯一苯乙烯三元嵌段共聚物( s e b s - g - m a ) 等【1 5 l 。 ( 2 ) 、低分子偶聯(lián)改性劑 低分子型偶聯(lián)劑常常被用來(lái)對(duì)木纖維的表面進(jìn)行預(yù)處理，從而降低木纖維的表面極 性。主要有：乙烯基三( b 一甲氧基乙氧基) 硅烷( a 1 7 2 ) 、乙烯基三甲氧基硅烷 ( a 1 7 1 ) 、 ，一氨丙基三乙氧基硅烷( a l l 0 0 ) 等【1 6 】。 適合的界面相容劑的加入會(huì)大大改善木塑復(fù)合材料的界面相容性，從而提高它的力 學(xué)性能。 1 3 1 2 木塑復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性 影響木塑復(fù)合材料熱穩(wěn)定性的主要原因是作為材料增強(qiáng)體的木粉或木纖維的分解溫 度比較低。它們的主要熱降解行為如下：1 1 1 1 1 0 0 1 5 0 c ，木材熱分解速度緩慢，主要是蒸發(fā)水分，其化學(xué)組成沒(méi)有明顯變化， 反應(yīng)以吸熱為主 1 5 0 2 0 0 ，熱分解加快，半纖維素開(kāi)始分解，生成的氣體中c o = 占7 0 ，c o 占 3 0 ，木材變成褐色。 2 2 0 2 9 0 1 2 ，是木材的燃點(diǎn)范圍，反應(yīng)以放熱為主，熱分解氣體中c 0 2 、c o 量減 少，甲烷、乙烷、烯烴等可燃?xì)怏w量增加。 2 8 0 3 5 0 ，纖維素、木質(zhì)素開(kāi)始分解，4 5 0 1 2 以上木材表面與氧氣反應(yīng)形成固相 燃燒 由以上數(shù)據(jù)可知，在低于2 0 0 時(shí)木粉就開(kāi)始分解，而木塑復(fù)合材料卻需要在2 0 0 甚至更高的溫度下加工成型。這也就是說(shuō)，在材料加工過(guò)程中就已經(jīng)伴隨著木粉的部 分分解。而分解的木粉對(duì)復(fù)合材料的力學(xué)性能和阻燃性能有很大的影響。同時(shí)，阻燃劑 的加入會(huì)促進(jìn)木粉的分解【嘲，使木塑復(fù)合材料的加工更加困難。因此，對(duì)提高木粉的熱 穩(wěn)定性的研究可以降低木塑復(fù)合材料的加工條件，促進(jìn)木塑復(fù)合材料的發(fā)展。 1 緒論 有文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)，通過(guò)表面處理的方法，可以改善木粉的熱穩(wěn)定性。一種方法是用y 一 氨丙基三乙氧基硅烷( a 1 1 0 0 ) l 捌；另一種方法是在木纖維及木粉表面涂覆熱塑性聚合 物，或者是兩種方法同時(shí)作用 1 3 3 木塑復(fù)合材料的阻燃性的研究 由于木塑復(fù)合材料容易燃燒，而它所應(yīng)用的領(lǐng)域大多有阻燃要求，因此賦予木塑復(fù) 合材料良好的阻燃性能是該材料應(yīng)用發(fā)展的需要 然而，對(duì)木纖維增強(qiáng)聚合物復(fù)合材料的阻燃還沒(méi)有得到足夠的重視，研究報(bào)道很 少目前只有采用m g ( o t 0 2 對(duì)木纖維聚丙烯復(fù)合材料i 切進(jìn)行阻燃；采用a l ( o h ) 3 為阻 燃添加劑對(duì)木粉高密度聚乙烯( p b 皿) 復(fù)合材料【堋進(jìn)行阻燃；采用三氧化二銻和十溴 二苯醚對(duì)木纖維聚乙烯復(fù)合材科【】進(jìn)行阻燃；采甩a p p 、p e r 、m a 對(duì)木纖維線性低 密度聚乙烯( l l u p e ) 復(fù)合材料1 1 2 】進(jìn)行阻燃。 但是單獨(dú)對(duì)木材阻燃和聚丙烯阻燃的研究卻有大量的文獻(xiàn)報(bào)道研究聚丙烯木粉 復(fù)合材料的阻燃也要參考木材和聚合物的阻燃研究成果。 1 3 3 1 木材阻燃的研究進(jìn)展 ( 1 ) 、常用木韋| 阻燃劑 通常應(yīng)用于木材的阻燃劑可以大致劃分為以下幾類：無(wú)機(jī)類阻燃劑、有機(jī)類阻燃 劑、樹(shù)脂類阻燃劑等剛。其中無(wú)機(jī)阻燃劑因其阻燃性能良好、價(jià)格低廉、來(lái)源廣泛，被 廣泛應(yīng)甩于木材阻燃，占木材阻燃劑用量的6 0 以上。 無(wú)機(jī)類阻燃劑包括含磷化合鈁、磷一氮化合物、磷一鹵化合物、硼化物以及其它無(wú)機(jī) 化合物【2 。其中磷一氮化合物類阻燃劑被公認(rèn)為比較有效的術(shù)材阻燃劑【捌。 7 0 年代以后，在磷一氮系列阻燃劑中發(fā)展了一些新型的無(wú)機(jī)木材阻燃劑。其中聚磷 酸銨阻燃劑，被認(rèn)為是較好的木材阻燃劑，我國(guó)及美國(guó)、日本、前西德都在批量生產(chǎn)和 應(yīng)用閻。8 0 年代有學(xué)者研究出了磷酸= 氫胍、磷酸氫二胍、縮合磷酸胍和磷酸雙胍， 其中前兩種已經(jīng)獲得了專利1 2 3 1 ；并有學(xué)者對(duì)胍鹽類阻燃劑處理過(guò)的木材的熱降解性進(jìn)行 了研究【刎；三聚氰銨磷酸鹽類阻燃劑腳】因其具有一定的脫水和發(fā)泡作用也放用做涂覆類 木材阻燃荊：另外，磷酸味基脲、磷酸二氫銨等也被常用做木材阻燃荊 無(wú)機(jī)阻燃劑有吸濕性大，易流失，裝飾性能較差，對(duì)木材強(qiáng)度損失較大等缺點(diǎn)，所以人 們也陸續(xù)開(kāi)發(fā)了一系列的有機(jī)木材阻燃劑。 反應(yīng)型木材阻燃劑是利用化學(xué)反應(yīng)，將阻燃元素或含阻燃元素的基團(tuán)通過(guò)形成穩(wěn)定 的化學(xué)鍵載到木材分子上，所得的阻燃木材不僅具有抗流失、耐久的優(yōu)點(diǎn)，而且由于阻燃 元素以單分子狀態(tài)分布在木枋上，單位物質(zhì)量阻燃劑的阻燃效率高瞰1 ( 2 ) 、木材阻燃的處理方法 目前主要的木材阻燃處理方法有涂覆法、浸漬法和貼面處理法。 涂覆法即在木材表面涂刷或噴淋阻燃物質(zhì)。主要適用于對(duì)阻燃要求不高的單板材料 的阻燃l 到。 東北林業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文 浸潰法是目前最常用的木材阻燃處理方法。它主要分為常壓浸潰法、加壓沒(méi)漬法和 分段漫漬法嗍。 ( 3 ) 、木材阻燃存在的問(wèn)題和發(fā)展趨勢(shì) 目前，針對(duì)木材阻燃的研究主要集中在新型阻燃劑的開(kāi)發(fā)、阻燃劑性能分析和毒性 分析上，忽略了木材阻燃處理的前后階段的研究工作閉。 隨著阻燃木材使用場(chǎng)合的逐漸增多。木材阻燃的研究趨勢(shì)應(yīng)當(dāng)包括：額型阻燃劑的 研發(fā)、阻燃劑注入技術(shù)的完善、阻燃機(jī)理的研究和阻燃木材干燥方法的研究 1 3 3 2 聚丙烯的阻燃 聚丙烯是一種易燃的通用型熱塑性聚合物。它的主要燃燒特征是：燃燒為少煙型， 不成炭，但伴隨有熔滴和流延起火現(xiàn)象，并產(chǎn)生大量的不飽和氣體。這些氣體均有助于聚 丙烯的燃燒 由于聚丙烯分子中不所含有的活性基團(tuán)，所以反應(yīng)型阻燃劑不大適合對(duì)聚丙烯進(jìn)行 阻燃。目前聚丙烯用阻燃劑多數(shù)為添加型阻燃劑。比較典型的阻燃劑包括以下幾種： 無(wú)機(jī)阻燃裁 常見(jiàn)的無(wú)機(jī)聚丙烯阻燃劑為a l ( o h ) 3 和m g ( o h ) 2 p a l 。當(dāng)阻燃聚丙烯燃燒時(shí)，無(wú)機(jī)阻 燃劑發(fā)生分解，吸收大量的熱，并生成水。水受熱汽化，又會(huì)吸收大量的熱，降低聚丙烯 的溫度，使聚丙烯的熱解氣體釋放速度降低；同時(shí)產(chǎn)生的水蒸汽還可以起到稀釋可燃性 物質(zhì)的濃度和氧氣濃度的作用，從而達(dá)到阻止燃燒的目的p 1 1 。同時(shí)，無(wú)機(jī)阻燃劑分解產(chǎn) 生的金屬氧化物殘留在材料中，可以稀釋材料中可燃物質(zhì)，達(dá)到一定的阻燃作用。但 是，此類阻燃劑添加量大，阻燃效率低，對(duì)產(chǎn)品力學(xué)性能影響大。通過(guò)阻燃劑的微膠囊 化能夠在一定程度改善產(chǎn)品的力學(xué)性能。 鹵系阻燃劑 溴系阻燃劑的適用范圍非常廣泛，可以大量應(yīng)用于阻燃多種塑料、橡膠、纖維及涂 料等，是目前世界上產(chǎn)量最大的有機(jī)阻燃劑之一1 1 1 l 。溴系阻燃劑的主要產(chǎn)品有十溴二苯 醚、四溴雙酚a 、四溴二季戊四醇、溴代聚苯已烯、五溴甲苯和六溴環(huán)十二烷等。 鹵系阻燃劑的阻燃作用機(jī)制有大量的文獻(xiàn)報(bào)道，其主要是在氣相中起阻燃作用，一 方面鹵系阻燃劑受熱分解生成i - i x ( x = b r , c 1 ) ，i - i x 能捕獲傳遞燃燒鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的活性自 由基( 如：h 、h o o ) 生成活性較低的鹵素自由基，致使燃燒減緩或終止，反應(yīng)如 下 監(jiān), - 3 3 1 ： r b rb r + r b r - i - r c h 3 _ h b r - i - r c h 2 。 h b r + h _ h 2 + b r h b r + o _ o h - - i - b r h b r + o h h 2 0 + b r 另一方面，h b r 是一種難燃?xì)怏w，密度比空氣大，不僅可稀釋空氣中的氧，還可以 6 l 緒論 在高分子材料表面形成屏障，使可燃性氣體濃度下降。從而減慢燃燒速度甚至使火焰熄 滅。 為提高鹵系阻燃劑的阻燃效果，三氧化二銻是十分重要的協(xié)效劑p q 一般認(rèn)為，鹵 素與三氧化二銻反應(yīng)生成的三鹵化銻或鹵氧化銻，而鹵氧化銻又可在很寬范圍內(nèi)繼續(xù)分 解為三鹵化銻反應(yīng)式如下嗍： s b 2 0 3 ( s ) + 6 h c i ( g ) - - - - - - ) 2 s b c l 3 ( g ) + 8 h 2 0 s b 2 0 3 ( 8 ) + 2 h c i ( g )2 s h 0 0 1 ( o ) + 喲 5s b o c ! ( 8 ) 墨箜= 圣壘竺gs b t 0 5 c 以8 ) + s b c 3 ( g ) 4s b 0 5 c 甌8 ) - 璺墅匕：! i ! 5s b 3 0 。c l ( 8 ) + s b c l 3 ( g ) 3s b 3 。l ( 8 ) 箜呈= 塑翌4 s b 2 0 釉+ s b c l 3 ( g ) 三鹵化銻蒸氣密度較大，覆蓋在聚合物表面可隔熱、隔氧，同時(shí)也稀釋可燃性氣 體，三鹵化銻分解時(shí)還可捕獲氣相中維持燃燒鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的活潑自由基改變氣相中的反 應(yīng)模式，減少反應(yīng)放熱量而減緩或終止反應(yīng)。在火焰下層的固態(tài)或熔融態(tài)聚合物中，三 鹵化銻能促進(jìn)成炭反應(yīng)而相對(duì)減緩聚合物熱分解和氧化分解生成揮發(fā)性的可燃物，且生 成的炭層將聚合物封閉，阻止可燃性氣體的逸出和進(jìn)入火焰區(qū) 另外，在更高溫度下，固態(tài)三氧化二銻可氣化，吸收大量的熱，反應(yīng)式為： s b 2 0 3 ( s ) 皿s b 2 0 3 鹵一銻協(xié)同體系是十分經(jīng)典、有效的協(xié)同阻燃體系，其阻燃作用主要在氣相進(jìn)行， 同時(shí)兼具凝聚相阻燃作用。c a t t y 和w h i t e 也研究了三氧化二銻對(duì)高分子聚合物的阻燃 性能和熱穩(wěn)定性能的影響，發(fā)現(xiàn)鹵銻之間存在顯著的協(xié)同效應(yīng)印l 。后來(lái)，c a m i 柏和 c o s t a 研究報(bào)道了溴銻協(xié)同作用的機(jī)理【3 甜“。 溴系阻燃羅f | i 阻燃效率高，熱穩(wěn)定性好，添加量少，是鹵系阻燃劑最重要和最有效的 一類。目前，國(guó)內(nèi)外研制的含溴阻燃劑已達(dá)雅余種，但新型溴系阻燃劑的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用 從來(lái)都沒(méi)有停止過(guò)，并已經(jīng)有一系列新品種投放市場(chǎng)。 但是溴系阻燃劑最致命的缺點(diǎn)是燃燒時(shí)生成較多的煙、腐蝕性氣體和有毒氣體，同 時(shí)被阻燃基材的抗紫外線穩(wěn)定性也有所降低。八溴二苯醚和五溴聯(lián)苯醚由于被懷疑在加 工或燃燒過(guò)程中產(chǎn)生劇毒物質(zhì)，已在日本市場(chǎng)受到抵制閉。歐盟已決定從2 0 0 6 年全面禁 止這兩種產(chǎn)品的使用網(wǎng)。 從國(guó)內(nèi)外溴系阻燃劑的發(fā)展可以看出，具有高分子量且與高分子材料相容性好，不 易遷移與起霜，熱穩(wěn)定性好并低毒，能滿足特殊要求的，具有特殊功能，這是溴系阻燃 東北林業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文 劑發(fā)展的一個(gè)重要方向 膨脹型阻燃荊 膨脹型阻燃劑i f r ( b t u m e s c e n tf l a m er e t a r d a n t ) 具有：( 1 ) 高阻燃性、無(wú)熔滴滴落行 為，對(duì)長(zhǎng)時(shí)間或重復(fù)暴露在火焰中有極好的抵抗性；( 2 ) 無(wú)鹵、無(wú)氧化銻：( 3 ) 低煙、無(wú) 毒、無(wú)腐蝕性氣體產(chǎn)生等優(yōu)點(diǎn)因此i f r 基本上克服了傳統(tǒng)阻燃技術(shù)中存在的缺點(diǎn)，被 譽(yù)為阻燃授術(shù)的一次革命。 i f r 體系的阻燃機(jī)制主要與膨脹炭層的絕熱效應(yīng)有關(guān)，屬于凝聚相阻燃機(jī)理，其絕熱 效應(yīng)是由于束縛在膨脹炭質(zhì)層上氣體的導(dǎo)熱性比固體差一個(gè)數(shù)量級(jí)以及熱輻射的反射作 用，膨脹炭質(zhì)層還可以限制氧氣擴(kuò)散到聚合物表匾，有效阻止和延緩聚合物的熱降解，防 止可燃性氣體的放出，中斷聚合物的燃燒。正是由于廊t 膨脹成炭以及其它阻燃添加劑 的作用，減少了可燃性氣體和煙霧的釋放，有效地阻止了聚合物燃燒產(chǎn)生的熔融滴落行為， 阻止了火焰的傳播網(wǎng)。 i f r 體系主要包括以下三個(gè)組分鬮： 酸源一脫水劑；一般為無(wú)機(jī)酸或在加熱時(shí)原位產(chǎn)生酸的鹽類，如磷酸、硫酸、硼 酸、各種磷酸胺鹽以及磷酸酯等； 碳源成炭劑：一般為富碳的多元醇化合物，如淀粉、糊精、季戊四醇、乙二醇、 酚醛樹(shù)脂及三嚷衍生物等； 氣源一發(fā)泡劑：一般為含氮的多碳化合物，如尿素、三聚氰胺、雙氰胺、聚酰胺、 脲醛樹(shù)脂等。 長(zhǎng)期1 = ；乏來(lái)，人們對(duì)i f r 的阻燃機(jī)理進(jìn)行了深入的研究，推測(cè)出常見(jiàn)的h r ，a p p ( 季 戊四醇，聚磷酸胺) 體系的反應(yīng)機(jī)理。膨脹型阻燃劑主要通過(guò)形成多孔炭層在凝聚相起 阻燃作用，此炭層的形成經(jīng)歷以下過(guò)程： 在較低溫度( 約1 5 0 ) 下，酸源受熱分解生成能酯化多元醇和可作為脫水劑的無(wú)機(jī) 酸；在稍高溫度下，無(wú)機(jī)酸與多元醇( 碳源) 進(jìn)行酯化反應(yīng)，而體系中的胺則作為酯化 反應(yīng)的催化劑，使酯化反應(yīng)加速進(jìn)行；體系在酯化反應(yīng)前或酯化反應(yīng)中熔化；反應(yīng)過(guò)程 中產(chǎn)生的水蒸汽和由氣源產(chǎn)生不燃性氣體使已處于熔融狀態(tài)的體系膨脹發(fā)泡；與此同 時(shí)，多元酵與酯脫水炭化，形成無(wú)機(jī)物及炭殘余物，且體系進(jìn)一步膨脹發(fā)泡；反應(yīng)接近 完成時(shí)，體系膠化和固化，最后形成多孔泡沫炭層。 傳統(tǒng)的膨脹型阻燃劑由聚磷酸胺與季戊四醇復(fù)配而成，與含溴阻燃劑相比，傳統(tǒng)的 膨脹型阻燃劑存在著阻燃效率低、熱穩(wěn)定差和吸濕性強(qiáng)的缺點(diǎn)。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外對(duì)i f r 的研究很活躍，膨脹型阻燃體系及阻燃機(jī)理的研究取得了較大的進(jìn)展【4 l 刪，國(guó)內(nèi)外的 一些學(xué)者在克服目前i f r 阻燃存在的問(wèn)題做了大量的研究工作a i p 和i f r 的熱穩(wěn)定 性和吸濕性得高了改善m ，一些協(xié)效劑( 如：分子篩等) 的加入有利于提高i f r 的阻 燃效率【槔5 0 l ，集碳源、酸源及氣源于單一分子的單體型膨脹型阻燃劑是研究的熟點(diǎn)i s n 。 在i f r 阻燃過(guò)程中，成炭是其中一個(gè)關(guān)鍵步驟。國(guó)內(nèi)外的學(xué)者圍繞著成炭過(guò)程進(jìn)行 了大量的研究，c a m i l l o 等人對(duì)a p p p e r ( 聚磷酸胺季戊四醇) 體系中產(chǎn)生的模擬中問(wèn) 1 緒論 體季戊四醇酯( p e i ) p ) 的酯化、炭化及膨脹機(jī)理進(jìn)行了深入的研究，認(rèn)為炭層是由于 磷酸酯類裂解或水解產(chǎn)生的不飽和碳結(jié)構(gòu)在較高溫度下交聯(lián)炭化反應(yīng)而形成的。 d e l o b d e 研究了焦磷酸二胺季戊四醇體系阻燃p p 的燃燒機(jī)理其結(jié)果表明膨脹層的形 成是由于酯類物質(zhì)的降解，但膨脹層中不含有c - p 結(jié)構(gòu)，在膨脹層中磷類物質(zhì)只是被碳 骨架支撐著膨脹層的形成分為四步：o ) p - o - c 的水解和g c 鍵的斷裂，形成烯烴；( 2 ) 磷酸類物質(zhì)的形成；( 3 ) 交聯(lián)導(dǎo)致聚芳香結(jié)構(gòu)；( 4 ) 脫氫導(dǎo)致炭骨架的形成。p p 的熱氧化 睜解產(chǎn)物參與炭層結(jié)構(gòu)。m a r c h a l 對(duì)e 、，a p y p e r 系統(tǒng)的研究表明，形成的膨脹炭層有 效地限制了燃燒過(guò)程中溫度的上升，其熱釋放的最大速率比無(wú)阻燃樣品低四倍【5 2 l 。 氮磷膨脹型阻燃劑通常有混合型和單體型兩_ 種7 。在混合型體系中，主要采用季戊 四醇作成炭幫，將三聚氰胺( 氣源) ，聚磷酸胺( 酸源) 及季戊四醇( 成炭劑) 按一定 比例復(fù)配成添加型阻燃劑，可以用于多種高分子材料的阻燃處理 目前，已商品化的w r 主要用于p p 、p e 和聚氨酯，如h o c h e s t 公司的e x o l i t 、 m o n s a t o 公司的s p i n f l a m 及g r e a t l a k e 公司的c n - 3 2 9 等。國(guó)內(nèi)也有關(guān)于i f l t 的研究報(bào)道 吲。麟的研究和開(kāi)發(fā)主要集中在新型成炭劑的研制上例以三嚷衍生物為主的含氮化 合物作為i f r 體系中的新型成炭劑，已經(jīng)證明對(duì)提高i f r 的阻燃作用具有顯著的協(xié)同效 應(yīng)瞰】，因此是目前i f r 體系研究和開(kāi)發(fā)的熱點(diǎn)。 從木材阻燃和聚丙烯的阻燃研究我們可以看出：磷氮系阻燃劑是適合于這兩種材料 阻燃的一大類阻燃劑。所以，適用于聚丙烯術(shù)粉復(fù)合材料的阻燃劑也最有可能從這一類 的阻燃劑中產(chǎn)生。因此，開(kāi)發(fā)無(wú)鹵聚丙烯，木粉復(fù)合材料的阻燃劑更要在這方面多加關(guān) 注。 1 4 本課題的意義及研究的內(nèi)容 1 4 1 研究意義 木塑復(fù)合材料是一種很容易燃燒的材料，而它的很多應(yīng)用領(lǐng)域卻都有阻燃要求。對(duì) 木塑復(fù)合材料阻燃的研究可以保證人們生命財(cái)產(chǎn)的安全；推動(dòng)木塑復(fù)合材料的廣泛應(yīng) 用，為廢舊塑料和廢木屑的回收與再利用提供新的途徑；同時(shí)對(duì)木塑復(fù)合材料的熱降解 性的研究會(huì)對(duì)它的阻燃機(jī)理的探索提供理論支持。 從學(xué)術(shù)角度上講，該實(shí)驗(yàn)可以為復(fù)合材料的阻燃研究提供借鑒，能夠幫助人們尋找 更適合術(shù)塑復(fù)合材料的新型無(wú)鹵高效低毒的阻燃劑； 從經(jīng)濟(jì)角度上講，對(duì)聚丙烯木粉復(fù)合材料阻燃的研究推動(dòng)阻燃木塑可以擴(kuò)展木塑 復(fù)合材料的應(yīng)用領(lǐng)域，使廢棄的木粉和塑料能夠可循環(huán)使用： 從環(huán)保和安全性角度講，新型無(wú)鹵高效低毒的阻燃劑的廣泛使用可以使人們的生命 財(cái)產(chǎn)免受火災(zāi)和燃燒產(chǎn)生的有毒氣體的威脅 從新材料研發(fā)角度講，新型阻燃聚丙烯木粉復(fù)合材料的出現(xiàn)會(huì)促進(jìn)人們對(duì)新型木 塑復(fù)合材料的大量需求，推動(dòng)木塑復(fù)合材料的發(fā)展。 東北林業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文 1 4 2 研究?jī)?nèi)容 本論文的主要研究?jī)?nèi)容包括： ( 1 ) 聚丙烯木粉復(fù)合材料的阻燃體系的選擇； c z ) 膨脹型阻燃劑配比對(duì)聚丙烯木粉復(fù)合材料性能的影響； ( 3 ) 膨脹阻燃體系及阻燃劑含量對(duì)聚丙烯木粉復(fù)合材料性能的影響： ( 4 ) 無(wú)機(jī)阻燃劑觸( 0 田3 和m g ( o i - i ) 2 對(duì)聚丙烯- 木粉復(fù)合材料性能的影響； ( 5 ) 溴系阻燃劑與s b 2 0 3 復(fù)配體系對(duì)聚丙烯木粉復(fù)合材料性能的影響 其中對(duì)材料性能的研究包括材料的力學(xué)性能、阻燃性能、流變行為及熱降解行為的 研究。通過(guò)研究樣品各項(xiàng)性能的測(cè)試結(jié)果，推測(cè)可能的阻燃機(jī)理；提出合理的阻燃劑和 添加劑配方；摸索出適宜的加工條件；并通過(guò)量化的指標(biāo)得出阻燃劑對(duì)聚丙烯木粉復(fù) 合材料各項(xiàng)性能的影響。 2 實(shí)驗(yàn)部分 2 1 實(shí)驗(yàn)用原材料與加工助劑 本實(shí)驗(yàn)采用的主要加工用原材料與加工助劑見(jiàn)表2 - 1 。 裘2 - 1 主要加工原材科與加工助劑 原材料與加工助捆產(chǎn)地 落葉松木粉自制 聚丙烯( p p )盤錦乙烯工業(yè)公司 聚磷酸銨( a p p )濟(jì)南泰星精細(xì)化工有限公司 季戊四醇( p e r )天津市祥益化工貿(mào)易有限公司 成炭發(fā)泡劑( a a )自制 a 型分子篩( 人造沸石) c h i n s c a p ei n t e r n a t i o n a l c o 。u d 超細(xì)氫氧化鋁( a j ( m 如)溫州化工阻燃材料廠 表面改性氫氧化鎂( m g ( o n ) 2 ) 海城市精化礦產(chǎn)有限公司 十溴二苯醚( d b d t o ) 美國(guó)大湖公司 氧化銻( s b 2 0 3 )華昌銻業(yè)有限公司 2 2 主要儀器及設(shè)備 表2 - 3 列出了本論文在阻燃聚丙烯木粉復(fù)合材料加工和性能測(cè)試過(guò)程中所應(yīng)用的主 要儀器及設(shè)備： 裹2 - 3 試驗(yàn)用主要設(shè)備及儀囂 2 3 阻燃聚丙烯一木粉復(fù)合材料的加工 2 3 1 阻燃木墼復(fù)合材料制樣工藝路線 一一一 1 1 東北林業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文 2 - 3 2 阻燃木塑復(fù)合材料制樣工藝條件 落葉松木粉用粉碎機(jī)粉碎，經(jīng)過(guò)旋震篩篩分，選取4 0 - 6 0 目木粉，在1 0 5 下干燥2 4 小時(shí)將經(jīng)過(guò)干燥的木粉與阻燃劑高速混合，加入到經(jīng)雙輥塑料開(kāi)煉機(jī)熔融的p p 中， 混煉約1 5 r a i n 雙輥塑料開(kāi)煉機(jī)轉(zhuǎn)速2 5 r l m i n ，輥溫1 9 0 1 9 5 將混煉后的復(fù)合材料經(jīng)塑料壓力成型機(jī)壓片，上下板溫度均為1 5 0 c ，壓片機(jī)壓力 為4 m p a 。冷卻后切割成性能測(cè)試所需的樣品。 2 4 分析與測(cè)試 2 4 。1 力學(xué)性能測(cè)試 力學(xué)性能測(cè)試樣條規(guī)格為? o o m m x l o o m m x 4 o n m 其中拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度分別 按照g b l 0 4 m 1 9 9 2 和g b 9 3 4 1 2 0 采用r i 睇2 0 a 型電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)測(cè)試，非缺口沖擊 強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)在g 2 5 d 電子沖擊試驗(yàn)機(jī)上按照g b 9 3 4 1 1 9 9 6 標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)試。 2 4 2 極限氧指數(shù)( i d i ) 測(cè)試 氧指數(shù)是指在規(guī)定條件下，試樣在氧、氮混合氣流中，維持平穩(wěn)燃燒所需的最低氧 氣濃度，以氧所占的體積百分?jǐn)?shù)的數(shù)值表示岡。 本論文中的氧指數(shù)測(cè)試均采用j f - 3 型氧指數(shù)測(cè)定儀。參照g b 2 4 0 6 8 0 的方法測(cè)定 氧指數(shù)，氧指數(shù)樣條尺寸：長(zhǎng)1 2 0 0 r a m ，寬6 5 m m ，厚3 0 m m 。 2 4 3 垂直燃燒的測(cè)試 垂直燃燒法是在規(guī)定的試驗(yàn)條件下，對(duì)垂直放置具有一定尺寸的試樣施加火焰后的 燃燒行為