HIPS／OMMT纳米复合材料燃烧炭渣结构分析.pdf

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1、现代塑料加工应用2011年第23卷第6期M0DERNPIASTICSPROCESSINGANDAPPLICAT10NSHIPS／OMMT纳米复合材料燃烧炭渣结构分析白卯娟张军(青岛科技大学环境与安全工程学院，山东青岛，266O42)摘要：采用扫描电子显微镜(SEM)及热重分析(TGA)方法对高抗冲聚苯乙烯(HIPS)／7机蒙脱土(OMMT)纳米复合材料在锥形量热仪试验中不同燃烧时间段形成炭渣的结构、热稳定性和热分解特性进行了分析研究。结果表明，复合材料在热释放速率为峰值时开始形成皮层一窝层组合的炭层结构，皮层中形成少量热稳定性较好的碳质物，提高了皮层的热

2、稳定性，燃烧结束时碳质物被氧化，留下蒙脱土(MMT)片层；窝层热稳定性较差，但增大了炭层的体积；皮层和窝层的组合对复合材料起到阻燃作用，其中皮层起主要作用。关键词：高抗冲聚苯乙烯纳米复合材料阻燃聚合物层状硅酸盐炭层结构热稳定性AnalysisonBurningCharResidueofHIPS／OMMTNanocompositeBaiMaojuanZhangJun(CollegeofEnvironmentandSafetyEngineering，QingdaoUniversityofScienceandTechnology，Qingdao，Shandon

3、g，266042)Abstract：Thestructurecharacteristics，thethermalstabilityandpyrolysischaracteristicsofthecharresidueofHIPS／OMMTnanocompositeindifferentstagesofburningprocessinconecalorimeterwerestudiedbySEMandTG．Theexperimentalresultsshowthattheskin—cellularlayercomeintobeingatpeakHRRsta

4、geandafewcarbonaceousmatterformduringburning，therebythethermalstabilityofskinlayerisimproved．ThecarbonaceousmatteriSoxidizedandmontmorilloniteplatesiSleft．Thethermalstabilityofthecellularcharlayerisnotasgoodasthatoftheskincharlayer，butthecellularcharlayeraugmentsthebulkofcharlaye

5、r．Itistheperfectcombina—tionoftheskinandcellularlayersthatimpartsflameretardancytothenanocomposite，andtheskin1ayerplaysacriticalpart．Keywords：highimpactpolystyrol；nanocomposite；flameretardancy；polymerlayeredsilicate；charlayerstructure；thermalstability聚合物层状硅酸盐(PLS)纳米复合材料实的燃烧环境不一样。

6、以高抗冲聚苯乙烯能以很少的硅酸盐添加量显著降低热释放(HIPS)／有机蒙脱土(OMMT)纳米复合材速率(HRR)，且无毒、低烟，被认为是一种新料为对象，分析其在锥形量热仪燃烧环境中型的环保型阻燃材料El-a]。一般认为PLS燃不同阶段形成的炭渣结构及其对阻燃性能烧后生成了明显的炭层结构，具有良好的隔的影响。热、隔气作用，降低了材料的热分解速率，进而起到了阻燃作用【_4]。虽然对炭层的阻燃收稿日期：2011一o6—22；修改稿收到日期：20ll—O8一o2。作用是普遍认可的，但对炭层详细结构及形作者简介：白卯娟，博士，主要从事高分子阻燃材料研究。成过程的研

7、究很少。Takashi等研究者对炭E—mail：baimaojuan@sina．corn。层结构进行过较深入地研究_6]，但都是通*通讯联系人，E—mail：safetyqust@163．corn过在N气氛条件下对样品进行气化试验，分基金项目：国家自然科学基金资助项目(50876048)和青岛市科技计划基础研究项目(09一l一3—26一jch)。析其气化过程中及结束后的残渣样品，与真白卯娟等．HIPS／OMMT纳米复合材料燃烧炭渣结构分析1试验部分在点燃时由于聚合物熔融而在材料表面看到明显的气泡，峰值时刻开始形成明显较连续而致密1．1试剂和设备的表皮层，

8、且随着燃烧过程延长燃烧残余物表皮HIPS，PH-88，镇江奇美化工有限公司；裂缝