《Tab.5 Flame retardant properties of PA6and PA6/AP-Bu nanocomposites》

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《无卤阻燃尼龙纳米复合材料微观结构对流变行为及阻燃性能的影响》

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本文进一步利用锥形量热对纳米复合材料的燃烧行为进行了研究。材料热释放速率（HRR）和热释放速率峰值（PHRR）是2个重要的燃烧性能参数。Fig.6为不同蒙脱土与PA6以及阻燃PA6的热释放速率（HRR）和质量损失速率（MLR）曲线，对应数据列于Tab.6。蒙脱土以及阻燃剂的加入都使得PA6的HRR以及MLR有所降低。尤其是材料的热释放速率峰（PHRR）下降最为明显。PA6/Na+MMT、PA6/CMMT-1、PA6/CMMT-2纳米复合材料相比于纯尼龙6的PHRR分别降低了53.09%、70.19%、69.39%，可以看出蒙脱土分散越好，对应PHRR越低。其中PA6/Na+MMT复合材料热释放曲线出现较为明显的多峰现象，这是由于分散较差的蒙脱土在燃烧过程中迁移聚集导致。体系加入阻燃剂APBu后，PA6/APBu/Na+MMT、PA6/APBu/CMMT-1、PA6/APBu/CMMT-2的PHRR分别降低了55.45%、70.57%、68.73%，除了有机蒙脱土CMMT-2阻燃体系外，阻燃剂的加入使得材料的PHRR进一步下降，同样在阻燃尼龙6体系中蒙脱土的分布分散也影响材料HRR的变化，分散良好的有机蒙脱土CMMT-1在阻燃尼龙6中HRR以及PHRR均小于PA6/APBu/Na+MMT、PA6/APBu/CMMT-2纳米复合材料。从Fig.6（C）图可以看出，添加蒙脱土后，复合材料的质量损失有所降低，并且随着蒙脱土分散越好，质量损失速率平台越宽，平均质量损失速率越小。由于在燃烧过程中，蒙脱土形成的硅酸盐层对基体的热降解会起到一定阻隔作用，可使质量损失速率降低。随着聚合物热降解产生的气泡上升至聚合物表面，分散性较差的Na+MMT已形成的不稳定阻隔层会被破坏，导致材料热释放速率和质量损失速率降低程度有限。相反地，有机蒙脱土分散较好并可能在聚合物中形成网络结构，材料熔体黏度较大，形成的连续阻隔层强度足以抵挡气泡的冲击，这将使其质量损失进一步降低，改善阻燃性能。而加入APBu后质量损失速率（Fig.6 （D）） 虽有降低但并不明显，可能原因是APBu以气相阻燃作用为主。综合以上分析可知，在聚合物中蒙脱土的良好分散能改善复合材料的阻燃性能。