MWNTs-OHPET纳米复合材料的燃烧性能与阻燃机理研究.pdf

394 助 锨 材 料 张建军，张靖宗，纪 全，夏延致，孔庆山 (青岛大学纤维新材料和现代纺织国家重点实验室培育基地，山东青岛266071) 摘 要： 用原位聚合方法制备了纯PET和(Sb：O。)：分析纯，上海亨达精细化学品有限公司； MWNTs-()H／PET纳米复合材料，周锥形量热仪测试 了4种样品的燃烧性能，用场发射扫描电镜表征了纳 10nm左右。锥形鼍热仪：ASTMM1354型，英国 米复合材料的微观机构。对比分析了4种样品的燃烧 性能、烟及毒气释放量。结果表明复合材料的热释放 公司。 速率(HRR)峰值及平均值，总放热量(THR)和有效燃2．2 MWNTs一0H／PET纳米复合材料的制备 烧热(EHC)平均值都有所降低，纳米复合材料的Co 生成速率峰值较平缓且低于纯PET的Co生成速率，到带有制冷和机械搅拌的反应釜中。加热之前，先用 没有增加PET材料的毒性。从扫描电镜图和锥形量 氮气将里面的空气置换出来。然后慢慢加热到 热仪测试结果可以初步断定，MwNTs—OH／PET纳米 235℃，进行酯化反应。大约1．5h后，抽真空，继续慢 复合材料属于气相阻燃和凝固相阻燃机理。 慢升高温度，在280℃附近聚合反应lh左右，拉丝切 关键词： 多壁碳纳米管；聚对苯二甲酸乙二酯；纳米 复合材料；阻燃机理；扫描电镜 中图分类号：TQ323．4l 文献标识码：A 文章编号：1001-9731(2010)03—0394-03 1 引 言 2．3 测量 2．3．1燃烧性能测试 聚合物应用日益广泛，对其进行阻燃处理十分必 复合材料的燃烧性能用ASTMM1354型锥形量 要[1~3]。聚对苯二甲酸乙二酯(PET)，是一种热塑性 塑料，它具有许多优异的性能，因此PET广泛地应用 3ram，热辐射功率是50kW／m2。 于工业生产和人们的日常生活中。随着科学发展观的 2．3．2断面形貌 提出，以及人们对于材料安全性能的苛刻要求，PET 先将样品用液氮脆断，喷金，然后在场发射扫描电 阻燃和热稳定性能方面的研究也越来越重要。 镜下测试。 聚合物／MWNTs纳米复合材料由于碳纳米管的 存在使其分散相在纳米尺寸一k，具有很高的比表面积， 3结果与讨论 表现出非常优异的性能。目前，国内外已对CNTs／ 3．1 PET纳米复合材料进行了初步研究|4~7]。研究结果表 析 明，功能化的CNTs能够显著提高PET的导电性能、 火势增长指数(FGI)是材料热释放速率的峰值与 流变性能及力学性能等。最近，邓义[81等研究了阻燃 峰值出现的时间的比值，其反映了材料对热反应的能 聚酯／蒙脱土纳米复合材料的裂解和阻燃机理，王孝 力，指数越大，材料越容易燃烧，火势蔓延越大，因此， 龙(91等研究了PET／SiO。纳米复合材料的燃烧性能。 材料的FGI越大，火灾危险性就越大。从表1中可得， 本文重点在于对MWNTs一0H／PET复合材料的燃烧 性能进行研究，并初步断定MWNTs—oH／PET纳米 复合材料属于气相阻燃与凝固相阻燃机理。