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氧指數測定儀評定納米阻燃劑對木塑復合材料阻燃性的影響

更新時間：2021-01-05

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木塑復合材料作為一種新型材料，性能充分體現了木材和塑料的優勢，且不含甲醛成分，在國外廣泛應用于室外建筑材料。由于熱塑性塑料和木質纖維均為碳氫化合物，在遇明火或在加熱的情況下均易燃燒，所以WPC是一類易燃的復合材料，而且在燃燒過程中會產生大量有害氣體，因而限制了其使用范圍，因此在生產過程中往往需要添加阻燃劑。木塑復合材的阻燃涉及到對木材組分阻燃和對聚合物的阻燃。聚烯烴和木材的阻燃常采用無機阻燃劑（氫氧化鋁、氫氧化鎂等）、含鹵阻燃劑（十溴二苯醚等）和含磷阻燃劑（聚磷酸銨、磷酸酯等）等品種，其中氫氧化鎂與氫氧化鋁等無機阻燃劑因價格低廉，熱穩定性優異，并具有無毒和抑煙等優點而受到關注。木塑復合材料阻燃性能通常使用氧指數測定儀測試，上海千實精密機電科技有限公司是一家紡織測試儀器生產廠家，能夠提供各種紡織類檢測儀器，歡迎有需求的客戶及時電詢。

氧指數測定儀用于測定聚合物燃燒過程中所需要氧的體積百分比，適合于測試固體材料、層壓材料、泡沫塑料、織物、軟片和薄膜等材料的阻燃性能。
試驗材料：
刨花樹種主要為云南松與桉樹，初始含水率5.8％。高密度聚乙烯（HDPE）粒料，密度為0.941g/cm3～0.963g/cm3。工業級硅烷偶聯劑。分解溫度350℃。納米氫氧化鋁（納米ATH)，短軸方向50－60nm，長軸方向300－400nm。分析純非納米氫氧化鋁（非納米ATH）。
木塑復合材制備：
木塑復臺材的木塑比例為6:4，硅烷偶聯劑用量為2％。將塑料、刨花、偶聯劑廈阻燃劑按比側在攪拌機中充分混合，手工鋪裝成305mmｘ350mm的疏松板坯。在室溫狀態下進行預壓（預壓壓力為1MPa，預壓時問30s），然后放八平板硫化機中進行熱壓成型。術塑復合材名義密度設定為0.89/cm3，名義厚度10ｘma。主要熱壓參數；熱壓溫度180℃。熱壓時間12rain，熱壓壓力2MPa。
性能測試：
木塑復臺材氧指數按GB/T 2406-1993進行測試，木塑復臺材力學性能參照《人造板及飾面人造板理化性能試驗方法GB/T 17657.1999》進行檢測。
阻燃劑種類對WPC氧指數的影響：
圖1采用了5種阻燃劑，其中ｌ代表納米MH，Ⅱ代表納米ATH，Ⅲ代表非納米ATH，IV代表納米ATH＋納米MH（比例1：1）。V代表納米ATn＋非納米ATH（比倒1：1），阻燃劑用量為12％。

圖1加入不同阻燃劑復臺材料的氧指數
由圖1可見：納米阻燃劑要比非納米阻燃劑的阻燃性能好；單獨使用納米MH和ATH，納米ATH要略好于納米MH；納米MH和納米ATH混合使用，能產生協同效應；納米ATH和非納米ATH混臺使用，產生反協同效應。這是因為納米粒子顆粒小，比表面積大，加上納米粒子自身的尺寸效應和表面效應。增加了阻燃劑與基體之間的接觸面積，增強了阻燃劑與基體界面的相互作用和親和性，改善兩者的相容性；MH與ATH吸收的熱量分別為1.42MJ/kg、1.2MJ/kg，而且MH的熱分解溫度高，理論上應該是納米MH的阻燃效果要比納米ATH好，而本實驗出現了納米ATH要略好于納米MH，這是由于兩者不是同一產品，雖都是納米級，但尺寸還是存在差異，這就影響了其阻燃效果。