可膨胀石墨和三聚氰胺磷酸盐阻燃聚苯乙烯

可膨胀石墨和三聚氰胺磷酸盐阻燃聚苯乙烯

        聚苯乙烯（PS）是一种使用量仅次聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）和聚氯乙烯（PVC）的热塑性聚合物，因优良的尺寸稳定性能、电气特性和化学稳定性能，广泛运用于电子电气、工程建筑和包裝等领域。但是，易燃性与脆性的缺陷很大程度限定了聚苯乙烯的应用的范围。因而，分析聚苯乙烯的阻燃与增韧对减少其火灾危险性、提高材料的综合性能、增加其应用领域以及廷长产业链有着非常重要的理论与实际意义。

最近，四川大学白时兵副教授以及研究组王刚博士使用可膨胀石墨（EG）与三聚氰胺磷酸盐（MP）协同作用，改性制取了阻燃、增韧聚苯乙烯复合材料（阻燃剂添加量均为20%）。并利用TGA、MCC、CONE、UL94测试、抗冲击性测试等对复合材料的耐热稳定性、燃烧特性、力学特性等完成了系统分析。TGA分析数据显示，在N2和空气气氛下，800℃时PS/MP/EG（1：2）复合材料的残碳量均可实现12wt％以上，且N2情况下，复合材料的热分解溫度有比较显著提高。接着，研究人员对复合材料的燃烧特性完成分析分析：氧指数测试显示PS/MP/EG（1：2）复合材料极限氧指数可提高至28.0％，UL-94测试结果为1.6mm样条V-0级别。微型燃烧热量计（MCC）和锥形量热（CONE）分析表明，PS/MP/EG（1：2）复合材料的热释放速度和总放热量显着减少，CONE测出复合材料Peak-HRR和Peak-SPR分别下降71.5％和68.6％。利用引进EG和MP，PS复合材料残碳量同样有较大幅提高。綜合以上分析结果显示，EG和MP对PS的阻燃有着协同作用，可以催化PS成炭，产生致密的厚炭层，起阻隔阻燃的功效。

接着，研究人员对PS/MP/EG复合材料的阻燃机理开展具体分析：当复合材料暴露在火里时，EG和MP迅速氧化分解可产生很多惰性气体（SO2，H2O，NH3等），可稀释燃料和氧气的浓度。另外形成相应致密的炭层，起着隔热，隔氧及其组个热解产物的功能。因为气相和凝聚相的双重功能，材料的阻燃性能取得较大的提升。之后，研究人员PS复合材料的力学特性开展检测。数据显示：与纯PS对比，PS/EG和PS/MP/EG（1：2）的冲击強度分別提升了50.5％和44.2％。这是由于EG具备扁平多层结构，粒径很细，EG薄片在断裂环节中产生能量吸收效应。总的来说，此项对于另外提升PS材料阻燃、韧性的研究依然很有特色的，为PS无卤阻燃及增韧改性研究带来了许多新的思路、实验基础和理论依据。对带动改性PS材料或是其它相关行业等具备一定的的科学研究意义。

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