聚苯乙烯基乙二醇_聚磷酸铵阻燃复合材料的制备及性能研究.pdf
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1、 年 月云南化工 第 卷第 期 ,:聚苯乙烯基乙二醇 聚磷酸铵阻燃复合材料的制备及性能研究杨丹丹(南京林业大学,江苏南京 )摘要:阐述了复合材料的制备工艺,包括实验材料的准备、确定材料混合比例和操作条件,以及添加剂的选择和添加量控制。分析了复合材料的燃烧性能,包括燃烧特性和热解产物的生成情况,同时进行了力学性能的分析,包括强度性能、刚度性能、韧性性能,以及疲劳性能的分析。探讨了复合材料的优缺点,并提出可能的改进方向,为该复合材料在实际应用中的推广提供了科学的依据。关键词:阻燃材料;复合材料;聚苯乙烯;聚磷酸铵;乙二醇中图分类号:文献标识码:文章编号:()(,):,:;随着科学技术的不断发展,阻
2、燃材料在多个领域中扮演着越来越重要的角色。聚苯乙烯基乙二醇 聚磷酸铵()阻燃复合材料,作为一种新型的阻燃材料,在电子、建筑、汽车等领域具有广阔的应用前景。本研究旨在探索聚苯乙烯基 复合材料的制备工艺以及其性能特点,为该复合材料在实际应用中的推广提供科学依据。聚苯乙烯基 复合材料的制备工艺 主要设备与材料)主要设备高速万能粉碎机():电源 ,电机功率 ,主轴转速 ,质量 ,产能 ,粉碎细度 目(目定制),外形尺寸 ;电热鼓风干燥箱():电源 ,电机功率 ,外形尺寸 ,精度 ;注塑机():螺杆直径 ,螺杆转速 ,射胶量 ,射胶压力 。)主要材料本次研究中使用的原料主要包括聚苯乙烯()、乙二醇()、
3、聚磷酸铵()以及液体石蜡,规格如表 。表 主要原料及规格原料规格 目()型液体石蜡化学纯 实验材料的准备首先,将颗粒状物料 ,通过高速万能粉碎机进行粉碎,得到约 目()的细粉;然后,将细粉与 、混合,在 的电热鼓风干燥箱中进行 的干燥,并加入液体石蜡;调整注塑机温度为 ,模具温度为 ,再进行约 的预热。将制得的混合物注入挤出机中,调整转速以保证均匀出料,然后进入注塑机。根据需要,适当调节压力、时间等参数。制备相应的样条材料,用于测试。材料混合比例和操作条件的确定)材料混合比例的确定。涉及聚苯乙烯()和聚磷酸铵()两种材料的配比。通常情况下,聚苯乙烯作为基体材料,其质量分数会比较高,而聚磷酸铵
4、年 月云南化工 第 卷第 期 ,作为阻燃剂,其质量分数则相对较低。具体的混合比例可以根据实验需要和预期的性能进行调整 。在确定材料混合比例时,可以通过以下几种方法:经验法。基于先前的研究和经验,选择已知有效的混合比例作为起点,并根据实验结果进行优化。系统试验法。通过设计一系列的试验,系统地调整不同混合比例下的材料性能,从而确定最佳比例。理论模型法。利用数学模型或计算模拟方法,预测不同混合比例下的复合材料性能,然后选择最优比例。本次研究中,采用理论模型法确定材料的混合比例。)操作条件的确定。包括合适的加工温度、混合方式,以及所需的时间等。这些条件会直接影响到材料的形成和性能。通常情况下,聚苯乙烯
5、和聚磷酸铵有不同的熔点和热稳定性,因此需要确定一个合适的加工温度以保证两者能够充分熔融和混合。这个温度应该在两种材料的熔点之间,并考虑到其相容性和热稳定性。混合方式可以选择溶液共混、熔融共混等方法。溶液共混是将聚苯乙烯溶解在溶剂中,然后加入聚磷酸铵进行搅拌混合;熔融共混则是将聚苯乙烯和聚磷酸铵一起加热至熔融状态,通过机械搅拌使其混合均匀。添加剂的选择和添加量控制在聚苯乙烯基 复合材料制备工艺中,添加剂的选择和添加量控制是非常重要的,能够对复合材料的性能进行改善。在添加剂选择方面,主要包括阻燃剂、增强剂、抗氧化剂三种:阻燃剂。聚苯乙烯基 复合材料通常用作阻燃材料,因此添加阻燃剂是必不可少的。常用
6、的阻燃剂有多氧化物(如三氯氧磷、六氯环磷酸、六氧化二磷等)、溴系阻燃剂(如四溴化四苯酞、溴化正庚烷等),以及氮系阻燃剂(如纳米氧化铝、叔丁基二酰肼等)。根据实际需求和所在地区的法规要求,选择合适的阻燃剂。增强剂。为了提高聚苯乙烯基 复合材料的强度和刚度,可以添加增强剂。常见的增强剂包括玻璃纤维、碳纤维、纳米颗粒等。这些增强剂可以提供额外的强度,并改善材料的机械性能。抗氧化剂。为了防止复合材料在加工和使用过程中出现氧化降解,可以添加抗氧化剂。常用的抗氧化剂有羟基石墨烯、石墨烯氧化物、酚类化合物等。抗氧化剂可以延长复合材料的使用寿命,并保持其性能稳定性。在添加量控制方面,阻燃剂的添加量通常是根据阻
7、燃要求和法规限制来确定的。要确保复合材料具备良好的阻燃性能,阻燃剂的添加量应该能够满足材料的阻燃性能要求,但过高的添加量可能会降低材料的机械性能 ;增强剂的添加量应根据所需的机械性能来确定。通常会进行试验和优化来确定最佳添加量,以使复合材料达到最佳的强度和刚度。抗氧化剂的添加量应根据材料的使用条件和寿命要求来确定。通常,添加适量的抗氧化剂可以有效延长材料的使用寿命。聚苯乙烯基 体系的性能研究 复合材料燃烧性能分析 复合材料的配方及燃烧性能见表 。表 复合材料配方及燃烧性能样品编号占比 燃烧性能 熔融滴落 经过实验测试,对 复合材料进行了配方的优化和阻燃性能的评估。指标。该指标是一种衡量材料阻燃
8、性能的指标,它表示材料在燃烧时所需的最低氧气质量分数。这个数值越高,表明材料燃烧越困难。在这个研究中,随着乙二醇()含量的增加,呈现出逐渐增加的趋势。这意味着随着 含量的增加,复合材料的防火性能得到了显著提高。原因在于 添加增加了材料的碳化产物,减缓了燃烧速率,令材料更加难以燃烧。等级。作为一个用于评估塑料材料防火性能的标准,该评价标准将材料分为 、三个等级。其中,表示最高级别的防火性能。通过观察数据可以发现,随着 含量的增加,等级从 逐渐提升到 。这表明随着 含量的增加,复合材料的防火等级得到了显著提高。这种改善可能是由于 的加入改变了材料的燃烧特性,使其更难燃烧,从而达到了更高的防火等级。
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