MWNTs/CMSs/PET阻燃材料的结构及阻燃机理

材料研究学报, 2016, 30(8): 581-588. doi: 10.11901/1005.3093.2016.150

MWNTs/CMSs/PET阻燃材料的结构及阻燃机理

薛宝霞 ^1, , 牛梅 ^2, , 李京京 ^3, , 杨雅茹 ^4, , 戴晋明 ^5,

1.太原理工大学轻纺工程学院榆次 030600

2.太原理工大学新材料界面科学与工程教育部重点实验室太原030024;太原理工大学轻纺工程学院榆次 030600

3.太原理工大学轻纺工程学院榆次 030600

4.太原理工大学轻纺工程学院榆次 030600

5.太原理工大学新材料界面科学与工程教育部重点实验室太原030024;太原理工大学轻纺工程学院榆次 030600

基金项目: 国家自然科学(青年)资金51302183,国家自然科学基金51443005,山西省自然科学(青年)基金2012021021-6,山西省自然科学基金2014011016-5资助.Supported by National Natural Science (Youth) Foundation of China No.51302183,National Natural Science Foundation of China No.51443005,Shanxi Province Natural Sciences (Youth) Foundation No.2012021021-6,and Shanxi Province Natural Sciences Foundation No.2014011016-5.

关键词：复合材料 , 阻燃机理 , PET , 多壁碳纳米管 , 碳微球

Structure and Flame Retardant Property of Composite Materials MWNTs/CMSs/PET

Keywords： composite , flame retardant mechanism , polyethylene terephthalate , multi-walled carbon nanotubes , carbon microspheres

采用熔融共混法与阻燃剂复配法制备了MWNTs/CMSs/PET复合材料.通过扫描电镜(SEM)、极限氧指数法(LOI)、UL94垂直燃烧法、锥形量热仪(Cone)及热重红外联用分析仪(TG-IR)表征了样品的结构、阻燃性能及热降解行为,分析了MWNTs/CMSs阻燃PET材料的阻燃机理.结果表明,当MWNTs/CMSs添加量为1％(质量分数),MWNTs与CMSs质量比为1∶1/2时,二者可有机地结合为一个整体,有利于MWNTs/CMSs在PET基材中发挥协同阻燃作用.与纯PET及CMSs/PET相比,MWNTs/CMSs/PET能有效降低火灾危险性.MWNTs/CMSs阻燃PET主要是通过MWNT与CMSs两者的协同作用延缓PET热裂解行为,一方面MWNTs在其燃烧时可在PET表面形成致密的网络状炭层结构,减少了熔滴的产生;另一方面CMSs其燃烧时在PET表面形成湍流炭,以此阻止氧气和热量进入PET内部,同时释放出不燃气体CO2以降低周围环境中可燃气体的浓度,阻止燃烧的继续进行,最终实现了MWNTs/CMSs/PET材料的良好阻燃.

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