热氧老化对红磷阻燃LGFPP复合材料性能的影响

用熔融共混法制备了长玻纤增强聚丙烯/红磷(LGFPP/RP)复合材料,并采用热烘箱老化法,研究了140℃条件下不同热氧老化时间对复合材料热氧老化性能的影响。结果表明,随着老化时间的延长,复合材料的结晶度减小,力学性能显著下降。说明分子量降低,发生了显著的热氧化降解。扫描电子显微镜显示,LGFPP/RP复合材料表面出现了明显的网状裂纹,局部范围还出现了较大的裂纹。PP基体分子链的断裂以及长玻纤与PP基体间发生界面脱粘是导致LGFPP/RP复合材料宏观力学性能下降的主要原因。红外光谱表明,随着热氧老化时间的延长,试样表面会产生更多的生色基团使材料发生黄变,说明PP基体分子链发生了老化断裂。     

热氧老化对LGFPP复合材料性能的影响

对熔融共混法制备的长玻纤增强聚丙烯(LGFPP)复合材料,在140℃进行0~50 d的热氧老化,考察其微观形貌、结晶性能及力学性能的衰减。力学、SEM、DSC分析结果表明:LGFPP老化50 d后拉伸强度保持率降为83.8%,结晶度由53.5%降低到44.7%。说明基体PP大分子链发生断裂,分子量降低,发生了显著的热氧化降解。SEM测试结果表明:LGFPP复合材料表面出现了明显的微裂纹和表面缺陷。LGFPP静态力学性能下降主要是由于玻璃纤维与PP基体发生界面脱黏以及基体大分子链的断裂。     

DBDPE–Sb2O3复合阻燃LGFPP的热氧老化研究

采用十溴二苯乙烷(DBDPE)协同三氧化二锑(Sb2O3)组成复合阻燃剂DBDPE–Sb2O3(D–S)阻燃长玻纤增强聚丙烯(LGFPP),并采用热烘箱老化法研究了140℃条件下不同热氧老化时间对复合材料热氧老化性能的影响。结果表明,随着热氧老化时间的延长,LGFPP/D–S阻燃体系的氧指数值呈现出先升高后下降的趋势,垂直燃烧等级始终保持FV–0级的阻燃级别,复合材料的结晶度减小,力学性能逐渐下降。PP基体分子链的断裂以及玻纤与PP基体间发生界面脱粘是导致LGFPP/D–S复合材料宏观力学性能下降的主要原因。红外光谱表明,随着热氧老化时间的延长,试样表面会产生更多的生色基团使材料发生黄变,说明PP基体分子链的断裂加剧。     

紫外老化对膨胀阻燃LGFPP复合材料性能的影响

采用熔融共混法制备以膨胀型阻燃剂(IFR)填充的长玻纤增强聚丙烯(LGFPP)复合材料,通过人工加速紫外老化实验,研究紫外老化对其阻燃性能、热稳定性以及力学性能的影响。结果表明:随着紫外老化时间增长,IFR/LGFPP复合材料的极限氧指数先增加后减少,垂直燃烧等级基本保持不变。同时,未老化IFR/LGFPP复合材料热失重后的残留量最高,随紫外老化时间的增加,老化后体系的拉伸强度和弯曲强度呈下降趋势,缺口冲击强度基本保持不变。     

自然老化对膨胀阻燃LGFPP复合材料燃烧性能的影响

通过熔融共混法制备出膨胀阻燃长玻纤增强聚丙烯(LGFPP/IFR)复合材料,利用极限氧指数(LOI)测试、垂直燃烧测试、锥形量热分析等表征手段研究了户外自然条件下,不同自然老化时间对LGFPP/IFR复合材料燃烧性能的影响。结果显示,在LGFPP/IFR复合材料的自然老化过程中,PP基体及IFR会发生降解,导致长时间老化后试样的燃烧性能下降,但在老化初期阻燃剂的迁移效应依然占主导地位。当老化时间为6个月时,试样的LOI达到最大值,为28.2%,其热释放速率峰值、总热释放量以及生烟速率均为最小值,表明复合体系的阻燃性能有所提高。扫描电子显微镜测试结果表明,试样燃烧后形成炭层的致密性是影响复合体系燃烧性能的关键因素。     

MWNT对长玻纤增强PP/膨胀阻燃剂体系性能的影响

用熔融共混法制备了长玻纤增强聚丙烯/膨胀阻燃剂/多壁碳纳米管(LGFPP/IFR/MWNT)复合材料。通过极限氧指数、垂直燃烧测试、热失重分析、力学性能测试等手段研究了MWNT对LGFPP/IFR的阻燃性能、热性能和力学性能的影响。结果表明,MWNT的加入提高了LGFPP/IFR阻燃体系的阻燃性能,在LGFPP/IFR阻燃体系中添加1%MWNT后,LGFPP/IFR/MWNT复合材料的氧指数提高到23.5%;MWNT可显著增加LGFPP/IFR的热稳定性,添加1%MWNT可使LGFPP/IFR热分解起始温度提高12.34℃;MWNT的加入还提高了LGFPP/IFR阻燃体系的力学性能,在LGFPP/IFR阻燃体系中添加1%MWNT后,LGFPP/IFR/MWNT复合材料的拉伸强度、弯曲强度和冲击韧性分别提高了5.7%、12.7%和1.0%。     

ZnB对LGFPP/IFR阻燃体系性能的影响

通过熔融共混法制备了长玻纤增强聚丙烯/膨胀阻燃剂/硼酸锌(LGFPP/IFR/ZnB)复合材料,并测定了其阻燃性、热稳定性及力学性能;通过扫描电镜(SEM)观察燃烧后的微观形貌,考察了ZnB对LGFPP/IFR阻燃体系性能的影响。结果表明:适当用量的ZnB与IFR阻燃剂具有协同阻燃作用,可提高LGFPP/IFR体系的阻燃性、热稳定性及力学性能。在LGFPP/IFR阻燃体系中添加2%的ZnB,LGFPP/IFR/ZnB复合材料的氧指数提高到23.6%;拉伸强度、弯曲强度和冲击强度分别提高了10.7%、15.1%和31.9%。     

红磷阻燃LGFPP复合材料的热氧老化性能研究

利用熔融共混法制备了长玻纤增强聚丙烯/红磷(LGFPP/RP)阻燃复合材料。采用热烘箱老化法分析了140℃条件下不同热氧老化时间对LGFPP/RP阻燃体系热氧老化性能的影响;并通过氧指数(OI)、垂直燃烧、热性能和力学性能测试对LGFPP/RP阻燃体系的阻燃性能、热稳定性和力学性能进行了研究。结果表明:随着热氧老化时间的延长,LGFPP/RP阻燃体系的OI值呈先增大后减小的趋势,且垂直燃烧等级始终保持在FV-0级;同时,LGFPP/RP阻燃体系的最大质量损失速率所对应的温度(Tmax)变化不大,体系的起始分解温度(T5%)则呈现出先升高后下降的趋势。另外,经热氧老化后,试样的力学性能显著下降。     

水滑石对IFR/LGFPP性能的影响

通过熔融共混法制备了水滑石/膨胀阻燃剂/长玻纤增加聚丙烯(LDH/IFR/LGFPP)复合材料,利用氧指数(OI)、热失重分析(TGA)和力学对复合材料进行测试,考察LDH对IFR/LGFPP性能的影响。结果表明:LDH在适量的添加量下可以提高IFR/LGFPP的氧指数和力学性能;LDH的加入提高了膨胀炭层在高温时的稳定性和残炭量。当LDH添加量为1%时,IFR/LGFPP的氧指数达到24.1%,拉伸强度提高至108.5 MPa,弯曲强度提高至131.6 MPa,冲击强度提高至23.4 kJ/m2。     

OMMT对LGFPP/IFR阻燃性能、燃烧性能及力学性能的影响

采用熔融共混技术制备了长玻璃纤维增强聚丙烯/膨胀阻燃剂/有机蒙脱土(LGFPP/IFR/OMMT)复合材料。利用极限氧指数(LOI)、锥形量热仪(CONE)以及万能力学试验机,表征了LGFPP/IFR/OMMT复合材料的阻燃性能、燃烧性能以及力学性能。氧指数测试结果表明,OMMT使LGFPP/IFR体系的氧指数提高。当添加2%OMMT时,LGFPP/IFR/OMMT复合材料的氧指数提高至24.2%。锥形量热仪测试结果表明,LGFPP/IFR体系的热释放速率峰值(PHRR)、烟雾生产率(THR)及引燃时间(TTI)均由于添加OMMT而大幅度降低。力学性能测试结果表明,LGFPP/IFR体系的拉伸强度、弯曲强度以及缺口冲击强度因OMMT的添加,分别提高了8.15%、9.04%和24%,使LGFPP/IFR体系中由于IFR引起LGFPP力学性能降低的弊端得到了明显改善。