Page 20 - 《橡塑技术与装备》2019年14期（7月下半月塑料版）

橡塑技术与装备（塑料） CHINA RUBBER/PLASTICS TECHNOLOGY AND EQUIPMENT (PLASTICS)

混合并造粒，其中蒙脱土 (MMT) 的加入量为 2%、 5%、 材料的阻燃性能下降。
10%、15%。将二次造粒所得到的粒料进行干燥。通
过注塑机将粒料注塑成标准试样。

2 结果与讨论
2.1 燃烧性能分析
2.1.1 IFR 加入量对聚丙烯燃烧性能的影响
由图 1 可以观察到，随着 IFR 加入量的增加，聚
丙烯的氧指数逐渐提高。这种提高可以看作三种，其
一为当 IFR 的含量不大于 15% 时，加入的 IFR 的含
量与氧指数的变化基本上呈线性关系 ；其二为当 IFR
的含量介于 15%~20% 之间，氧指数的变化较大，从
图 2 加入不同含量的 MMT 氧指数变化曲线
20 增加到 26，材料的阻燃性能得到很大的提高 ；最
后是 IFR 的含量大于 20%，氧指数的含量变化趋于平 2.2 热重图像分析
缓。 从图 3(a) 中，从三条曲线可以看出，在随着蒙脱
土的加入量增加重量损失越少。并且可以看出在加入
MMT 之后，热分解温度并未降低反而呈现出的是升
高趋势。在只含 IFR 的条件下其热分解温度是最低的，
但是其分解出来的不燃气体的产生导致了熔体发泡膨
胀 [14] ，进而提高了阻燃性能。相对的，由于蒙脱土的
加入使得热分解的温度提高，不燃气体的产生受到了
阻碍，IFR 本应发挥出来的阻燃作用受到了影响和抑
制。宏观上就是阻燃特性下降，在燃烧过程中膨胀不
明显甚至不膨胀。
从图 3(b) 中，可以看出随着蒙脱土含量从无到有
的增加，最大热分解温度依次向右移动。热分解温度
图 1 不同 IFR 含量下 PP 氧指数变化曲线 提高的程度与所加入的蒙脱土量成正比关系，加入的
由图 1 可以得到当 IFR 含量在 15%~20% 之间时 越多提高的温度也就越大。蒙脱土的加入使得材料的
氧指数变化大，材料的阻燃性能改变剧烈，所以在实 热稳定性得以提高，热损失减小，材料的耐热性得到
验中选定 IFR 含量为 10%、15%、20% 与聚丙烯复合 了提高。这是由于蒙脱土本身是无机材料虽然进行过
构成三种基体进行研究。 有机改性但是其自身仍具有耐高温的特性。在与基体
2.1.2 加入蒙脱土后氧指数的变化 复合后，尽管没有提高材料的阻燃性能，但是其却能
由图 2 可以看出在原复合基体中加入蒙脱土，在 够将自身的热稳定性发挥出来，使得整个材料的最大
IFR 不变的条件下，加入蒙脱土后材料的氧指数下降， 热分解温度提高，热稳定性与复合前相比得到了改善。
但是下降的程度并不大。所以在加入蒙脱土的条件下 2.3 电镜图像分析
材料的氧指数下降，阻燃性能被降低。 从图 4(a) 中可以看出，在加入 15%IFR 的聚丙烯
IFR 这种膨胀型的阻燃剂在受热或者燃烧的条件 燃烧后的炭层组织在放大 1 000 倍呈现出的是疏松多
下，其发生膨胀使得在材料表层形成一种泡沫状的结 孔的结构，而这种形态正好在燃烧过程中起到隔绝氧
构，进而能够隔热，降低温度。同时这种结构的产生 气和燃烧时产生的热量等的作用，从而提高了聚丙烯
也使得着火部分与未然烧部分分隔开来，可燃气体的 的阻燃性能。
产生受到抑制，延燃性降低。而蒙脱土的加入则使得 膨胀型的阻燃剂 (IFR) 其阻燃的机理是形成膨胀
这种膨胀受到一定的抑制，因此降低了氧指数，使得 的炭层，阻隔热源与材料接触，进而降低可燃性气体

·2· 第 45 卷 第 14 期