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1、3942010年第3期(41)卷3MWNTs2OH/PET纳米复合材料的燃烧性能与阻燃机理研究张建军,张靖宗,纪全,夏延致,孔庆山(青岛大学纤维新材料和现代纺织国家重点实验室培育基地,山东青岛266071)摘要:用原位聚合方法制备了纯PET和(Sb2O3):分析纯,上海亨达精细化学品有限公司;MWNTs2OH/PET纳米复合材料,用锥形量热仪测试MWNTs2OH:中国科学院成都有机化学所,外径了4种样品的燃烧性能,用场发射扫描电镜表征了纳10nm左右。锥形量热仪:ASTMM1354型,英国米复合材料的微观机构。对比分析
2、了4种样品的燃烧FTT公司;场发射扫描电镜:JSM6700F,日本JEOL性能、烟及毒气释放量。结果表明复合材料的热释放公司。速率(HRR)峰值及平均值,总放热量(THR)和有效燃2.2MWNTs2OH/PET纳米复合材料的制备烧热(EHC)平均值都有所降低,纳米复合材料的CO将TPA、Sb2O3和MWNTs2OH的分散体系加入生成速率峰值较平缓且低于纯PET的CO生成速率,到带有制冷和机械搅拌的反应釜中。加热之前,先用没有增加PET材料的毒性。从扫描电镜图和锥形量氮气将里面的空气置换出来。然后慢慢加热到热仪测试结果可
3、以初步断定,MWNTs2OH/PET纳米235℃,进行酯化反应。大约1.5h后,抽真空,继续慢复合材料属于气相阻燃和凝固相阻燃机理。慢升高温度,在280℃附近聚合反应1h左右,拉丝切关键词:多壁碳纳米管;聚对苯二甲酸乙二酯;纳米粒得到MWNTs2OH/PET纳米复合材料,分别制得复合材料;阻燃机理;扫描电镜MWNTs2OH含量为0.5%、1%、2%的纳米复合材料中图分类号:TQ323.41文献标识码:A(0.5%MWNTs2OH/PET、1%MWNTs2OH/PET、文章编号:100129731(2010)032039
4、42032%MWNTs2OH/PET)纯PET的制备过程同上。1引言2.3测量2.3.1燃烧性能测试聚合物应用日益广泛,对其进行阻燃处理十分必复合材料的燃烧性能用ASTMM1354型锥形量[1～3]要。聚对苯二甲酸乙二酯(PET),是一种热塑性热仪(英国)进行测定,样品尺寸为100mm×100mm×塑料,它具有许多优异的性能,因此PET广泛地应用23mm,热辐射功率是50kW/m。于工业生产和人们的日常生活中。随着科学发展观的2.3.2断面形貌提出,以及人们对于材料安全性能的苛刻要求,PET先将样品用液氮脆断,喷金,然
5、后在场发射扫描电阻燃和热稳定性能方面的研究也越来越重要。镜下测试。聚合物/MWNTs纳米复合材料由于碳纳米管的存在使其分散相在纳米尺寸上,具有很高的比表面积,3结果与讨论表现出非常优异的性能。目前,国内外已对CNTs/[4～7]3.1MWNTs2OH/PET纳米复合材料的燃烧性能分PET纳米复合材料进行了初步研究。研究结果表析明,功能化的CNTs能够显著提高PET的导电性能、[8]火势增长指数(FGI)是材料热释放速率的峰值与流变性能及力学性能等。最近,邓义等研究了阻燃峰值出现的时间的比值,其反映了材料对热反应的能聚酯
6、/蒙脱土纳米复合材料的裂解和阻燃机理,王孝[9]力,指数越大,材料越容易燃烧,火势蔓延越大,因此,龙等研究了PET/SiO2纳米复合材料的燃烧性能。本文重点在于对MWNTs2OH/PET复合材料的燃烧材料的FGI越大,火灾危险性就越大。从表1中可得,性能进行研究,并初步断定MWNTs2OH/PET纳米纯PET的FGI最大,MWNTs2OH/PET纳米复合材复合材料属于气相阻燃与凝固相阻燃机理。料的FGI值比纯PET的值要低许多。因此MWNTs2OH/PET纳米复合材料的阻燃作用明显,火灾危险2实验性小。2.1原料与仪器
7、热释放速率(HRR)是指在预设的加热器热辐射乙二醇(EG):分析纯,天津广成化学试剂有限公热流强度下,样品点燃后单位面积上释放的速率。热司;对苯二甲酸(PTA):市售,工业级;三氧化二锑释放速率的峰值(pHRR)是评价材料火灾危险性最重3基金项目:国家重点基础研究发展计划(973计划)前期研究专项资助项目(2006CB708603)收到初稿日期:2009207225收到修改稿日期:2010201208通讯作者:夏延致作者简介:张建军(1984-),男,山东聊城人,在读硕士,师承纪全研究员,主要从事阻燃材料及高分子纳米复
8、合材料的研究。张建军等:MWNTs2OH/PET纳米复合材料的燃烧性能与阻燃机理研究395要的参数。pHRR越大,材料的火灾危险性就越大;反之,危险性越小。表1不同样品的锥形量热仪测试结果Table1TheconecalorimetertestresultsofdifferentsamplesITEMSPurePET0.5%MWN
