PE基木塑复合材料的阻燃研究.docx

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 NH4Cl 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文章编号：1671－024X（2012）06－0022－04文献标志码：AStudy on flame retardancy of polyethylene/wood compositeDONG Er-ying，REN Yuan-lin，JIN Yin-shan（School of Textiles，Tianjin Polytechnic University，Tianjin 300387，China）Abstract：As synergistic agent， nano -silica （SiO2） and ammonium chloride （NH4Cl） with ammonium polyphosphate（APP） are used as flame retardant to prepare fire retardant polyethylene/wood composite （WPC）. The thermal property， fire retardancy， flame retardant mechanism， and the structure of the char residue of the fire retardantWPC are analyzed by TGA， LOI， FTIR and SEM. The results show that the LOI increases to 29.4% with the ad－ dition of flame retardants of APP， SiO2 and NH4Cl with the mass ratio of 9.8 ∶ 1.1 ∶ 1.6. The char residue of fire retardant WPC improves by 170% at 800 ℃，and its chemical composition changes after fired， at the same time，somescalelike crystals can be seen on the surface of the char residue of fire retardant WPC.Key words：wood-plastic composites；flame retardancy；thermal stability；limited oxygen index木塑复合材料 （wood-plastic composites，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 NH4Cl 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.1实验部分1.1实验