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    本实验采用型号为HC-2的氧指数测试仪,在实验时气体消耗量大,在更换试样条以及不测试的时候,需要及时将气体阀门关闭。另外实验时,先开氮气,再开氧气;先关氧气再关氮气。
    纯的PP燃烧时,当样条点燃后,很快燃烧,燃烧区域不断熔融,火焰越来越大,熔滴现象比较严重,熔滴物带着火焰往下落,滴落之后仍然继续燃烧。而添加了IFR的PP在燃烧时,在燃烧区域可以明盟的观察到有气体生成,这是纯样PP燃烧时没有的现象,生成的气体不断的从熔融物中向外鼓泡。燃烧可以看见在样架外部生成黑色的炭层包覆在样条的表瓣,火焰也不断的减弱,最后逐渐熄灭。燃烧以后覆盖在样条表面的炭层,呈蜂窝状。
    2.4 阻燃材料的力学性能测试
    拉伸试验是指在承受轴向拉伸载荷下测定材料特性的试验方法。利用拉伸试验得到的数据可以确定材料的弹性极限、伸长率、弹性模量、比例极限、面积缩减量、拉伸强度、屈服点、屈服强度和其它拉伸性能指标。在这里采用电脑拉力机进行抗拉强度与伸长率的测试。测试时使用25kg力学传感器,拉升速度设置为25mm/min。
     
    3 单组分添加体系对PP的阻燃性能研究
    3.1 引言
    目前,PP的膨胀型阻燃研究主要集中在氢氧化镁、氢氧化铝、季戊四醇、聚磷酸铵、三聚氰胺等。本部分实验对氢氧化镁、季戊四醇、聚磷酸铵分别做阻燃添加剂性能研究。
    燃烧时氢氧化镁受热释放出结晶水,降低了气相燃烧区中可燃物的浓度并吸收大量的热量,延缓其热分解并降低燃烧速度;同时氢氧化物的分解产物能形成保护膜覆盖在PP表面,起到屏障作用,发挥良好的抑烟效果,是一种环境友好型的绿色阻燃剂。但氢氧化镁属于无机物,具有亲水性,而PP的极性很弱,因此氢氧化物在PP中分散性和兼容性都很差。并且用Mg(OH)2阻燃PP时,为使材料达到UL94-V0阻燃级(3.2mm试样),用量须大于60%[18],这往往导致PP加工性能变差,机械性能显著劣化,在很大程度上限制了氢氧化物阻燃剂的进一步应用。如何增加氢氧化物与PP之间的兼容性,减少其用量,受到越来越多的重视。此外还可以通过添加钛酸酯类、硅烷类、稀土类偶联剂进行表面改性,提高其与PP的兼容性,改善阻燃PP的加工性能和力学性能。
    聚磷酸铵(APP)是一类无卤、少毒、无腐蚀性且阻燃效率高的阻燃体系,常与季戊四醇(PER)、氮系阻燃剂组成磷-氮膨胀型复合阻燃体系(IFRs)。在受热时磷系阻燃剂能在基体燃烧面上形成焦化炭层,阻止热量的传递和氧气入侵,抑制PP分解和可燃挥发性产物的逸出。
    3.2 单组分添加体系对聚丙烯材料阻燃性能测试结果及分析
    将APP、PER、Mg(OH)2作为聚丙烯材料的阻燃添加剂,分别都按质量百分比5%、10%、20%、30%的比例混合制备,通过加入塑料注射成型机运用模具成型,烘干制样后进行氧指数及拉伸强度的测试,剩下的试样条贴上标签,保留待用。将含有添加阻燃剂的试样按照所占质量百分比从小到大标为S0、S1、S2、S3、S4。
    3.2.1 氢氧化镁/聚丙烯材料阻燃性能及力学性能测试结果及分析
    氢氧化镁/聚丙烯材料测试结果如表3.1所示。
    从表中的结果可以得到空白聚丙烯试样条即实验试样S0的氧指数为18.7,属于易燃材料。测试空白试样氧指数的目的是为了与添加了阻燃剂的试样进行对比,可以看出阻燃剂作用的大小。
    表3.1列出了氢氧化镁/聚丙烯材料的阻燃性能及力学性能测试结果,图3.1是氢氧化镁添加量与氧指数变化关系图。

    表3.1 氢氧化镁/聚丙烯材料氧指数及力学性能测试结果
    实验序号    原料    氧指数(%)    拉伸强度MPa
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