Page 19 - 《橡塑技术与装备》2019年14期（7月下半月塑料版）

理论与研究 李荣付·IFR 与 MMT 协同阻燃 PP 的性能研究

IFR 与 MMT 协同阻燃 PP 的性能研究

李荣付
( 江西省建筑材料工业科学研究设计院，江西 南昌 330001)

摘要 ： 本实验通过对聚丙烯 (PP) 进行改性，探讨在加入无卤膨胀型阻燃剂 (IFR) 后，再加入不同比例的蒙脱土 (MMT) 条件
下，对于聚丙烯 (PP) 在阻燃性能，力学性能，以及微观形态上产生的影响。通过氧指数、垂直燃烧、SEM 图像、红外和热重分
析以及力学性能测试等，研究 MMT 对以聚丙烯和 IFR 为基体的材料的阻燃特性和力学性能的影响。实验结果表明 ：蒙脱土加入
以 IFR 与聚丙烯复合的基体当中，其自身并未与材料形成插层结构，并且使得 IFR 原有的膨胀性受到抑制，材料的氧指数下降，
成炭作用降低，整体的阻燃效果下降 ；但是蒙脱土的加入又使得材料的热稳定性提高，耐热性变好。蒙脱土在材料当中作为应力
集中点，导致材料的内应力加大，力学性能变差。
关键词 ： 聚丙烯 ；阻燃性能 ；力学性能 ；插层结构 ；成炭作用 ；热稳定性
中图分类号 ： TQ325.7 文章编号 ： 1009-797X(2019)14-0001-07
文献标识码 ： B DOI:10.13520/j.cnki.rpte.2019.14.001

聚丙烯 (PP) 由于软化温度高、化学稳定性好且力 1 实验部分
学性能优良，因此应用十分广泛 [1] 。但是由于聚丙烯 1.1 实验材料
的氧指数很低，只有 17.4%，易燃烧，且燃烧发热量大， 1.1.1 实验试剂
燃烧时产生大量的熔滴，火焰传播速度快，不易熄灭， 主要实验试剂见表 1。
因此对于聚丙烯的阻燃改性成为急需解决的课题 [2] 。 表 1 化学试剂
就聚丙烯的阻燃而言，相对于其他阻燃剂，卤素 名称 牌号（型号） 生产厂商
聚丙烯 T30S 中国石油兰州石化公司生产
阻燃剂在聚丙烯中的用量较少、效果比较显著 [3] ，但 膨胀型阻燃剂 IFR-6000-1 东莞道尔有限公司
随着社会的进步和大众环境保护意识的增强，含卤材 纳米有机蒙脱土 DK1 浙江丰虹新材料股份有限公司
二甲基硅油 5# 成都晨光科技公司生产
料的弊端 ：二次污染 ( 燃烧时的烟雾、毒气的散发以
1.1.2 实验仪器
及由此引起的严重腐蚀问题 )—— 与社会的需求背道而
主要实验仪器见表 2。
驰，而且我国也在大力开展无卤阻燃技术的研究与相
表 2 实验仪器
[4]
应产品的开发力度 。而膨胀型阻燃剂由于其本身的
名称 型号 生产厂家
特性，在燃烧时对于环境的影响小阻燃性能好，近年 氧指数测定仪 XZT-100A 科承实验机有限公司
水平垂直燃烧测定仪 CZF-3 南京市江宁区分析仪器厂
来受到了大量的关注。
拉伸试验机 Instron 5567 Canton 美国
本论文的研究目的在于讨论在加入 IFR 的聚丙烯 热失重分析仪（TGA） TA-209F1 NETZSCH 德国
双螺杆挤出机 SHJ-20 型同向 南京杰恩特机电有限公司
中添加蒙脱土后，IFR 与蒙脱土能够产生协同效应， 电热鼓风干燥箱 101-1AB 天津市泰斯特仪器有限公司
对原体系的阻燃性能和力学性能的影响。 红外光谱仪 Nicolet 560 型 Thermo Electron Corp 美国
在此过程中，通过燃烧性能测试，利用氧指数和 1.2 试样制备
垂直燃烧所得数据分析加入的最适蒙脱土量 ；利用所 根据实验设计配方先将聚丙烯 (PP)与 IFR 加入相
得到的电镜照片再进行具体的分析。关于力学性能上 容剂混合进行造粒，配方为聚丙烯 (PP) 中 IFR 加入的
的影响则是通过断裂伸长率及拉伸强度所得的数据体 重量比例分别为 10%、15%、20%。此后对所得粒料
现出来，再通过脆断的微观图像进行分析和解释。通 进行烘干，再将烘干后的粒料与 MMT 按照配方进行
过燃烧性能和力学性能两方面的分析，得到一个蒙脱
土加入量最好的配比。 作者简介 ：李荣付 (1987-)，男，本科，现从事建筑材料
研究工作。
收稿日期 ：2019-05-16

年
2019 第 45 卷 ·1·