聚磷酸铵-单宁酸-三聚氰胺/环氧树脂复合材料的阻燃及力学性能

鲁玉鑫; 卢林刚

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传统膨胀型阻燃剂由酸源聚磷酸铵(APP)、碳源季戊四醇(PER)和气源三聚氰胺(MEL)按质量比3∶1∶1的配比组成。现将生物质单宁酸(TA)替代PER并与APP和MEL复配成绿色膨胀型阻燃剂应用于环氧树脂中,考察不同配比的酸源APP、新型碳源TA和气源MEL添加到环氧树脂(EP)中对复合材料的阻燃性能和力学性能的影响。实验结果表明:当新型膨胀型阻燃剂的添加量为20%(质量分数),APP、TA、MEL质量比为9.71∶6.61∶3.68时,所得到的阻燃EP-3复合材料的极限氧指数(LOI)值增长到38.80%,UL-94测试达到V-0级;锥形量热测试表明EP-3的热释放速率峰值(pHRR)、总热释放(THR)、总烟气生成量(TSP)和一氧化碳释放率平均值(av-CO)与添加传统膨胀型阻燃剂EP-0相比分别下降48.96%、14.33%、26.83%和28.01%,这说明APP/TA/MEL绿色膨胀型阻燃剂具有优异的协同阻燃效果;其次,通过TG、DTG和SEM分析可推测,该阻燃剂的阻燃机理为气相和固相协同阻燃机理,特别是该阻燃剂可促使基材形成致密强度高的炭层从而较大地提升固相阻燃效果。另外,力学性能测试表明,新型碳源TA有利于改善阻燃EP复合材料的拉伸强度和弯曲强度。

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来源
《材料导报》|2023年第9期|266-273|共8页
作者
鲁玉鑫; 卢林刚;
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作者单位

中国人民警察大学研究生院;

中国人民警察大学科研处;

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原文格式 PDF
正文语种 chi
中图分类非金属复合材料;
关键词
单宁酸; 膨胀型阻燃剂; 环氧树脂; 阻燃性能;

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