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《东北林业大学》 2015年
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木粉/聚丙烯复合材料的阻燃与抗静电性能研究

于富磊  
【摘要】:木塑复合材料主要是由两种可燃且电绝缘性能较好的热塑性塑料和木质纤维材料组成,当作为建筑和装饰材料使用时具有火灾隐患,易产生静电,尤其是当应用在手术室、电子元件制作车间等重要领域时,对其进行阻燃及抗静电处理尤为重要,因此,本文主要分析探讨了阻燃抗静电木粉/聚丙烯(WF/PP)复合材料的抗静电性能、燃烧性能、热降解行为和力学性能。抗静电性能研究表明,阴离子型抗静电剂SAS-93、导电炭黑VXC72和可膨胀石墨(EG)均可以使WF/PP复合材料的表面电阻率降低到109Ω以下,在不同程度上赋予材料良好的抗静电性能;导电炭黑与可膨胀石墨在WF/PP复合材料中具有协同抗静电作用,并且其添加量分别在4份和10份时体系出现“渗滤阈值”现象;当导电炭黑在聚合物基体中实现均匀连续分布,且相邻导电炭黑粒子间达到一定距离时,WF/PP复合材料表现出良好的抗静电性能。力学性能分析表明,阴离子型抗静电剂SAS-93和EG的添加对WF/PP复合材料的力学强度具有一定的不利影响,但具有表面活性的导电炭黑一定程度上增强了复合材料的冲击强度。EG依靠高温下膨胀生成的蠕虫状炭层推迟WF/PP复合材料中聚丙烯的热降解,进而降低WF/PP复合材料的热释放和烟释放,并且增加其燃烧残余质量;聚磷酸铵(APP)则可以分解产生偏磷酸、多聚磷酸等酸性物质,可以在低温下催化木粉的成炭,进而降低WF/PP复合材料的热释放,但APP阻燃WF/PP复合材料存在烟释放较大的问题。在WF/PP复合材料中,APP和EG间存在协同阻燃作用,可以降低复合材料的热释放和烟释放,而且燃烧后的残余质量显著提高、炭层致密坚固,APP与EG的最佳复配比例为1:3;导电炭黑的添加有利于增强WF/PP和APP/WF/PP复合材料的阻燃性能,但削弱了EG/WF/PP复合材料的阻燃作用;硼酸锌(ZB)可以延长复合材料的点燃时间、增加其残炭率、降低烟释放,当其与APP的复配比例为1:3时,复合材料表现出较好的阻燃协同效应。力学性能分析表明,SAS/APP/ZB的添加对WF/PP复合材料的力学性能具有一定的不利影响。
【学位授予单位】:东北林业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TQ325.14;TB33

【参考文献】
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