膨脹型阻燃劑與氫氧化鎂/鋁在聚烯烴復合材料中的協同阻燃效應

隨著對環保和安全性能要求的提高，無鹵阻燃劑在材料科學領域的需求日益增長。膨脹型阻燃劑（IFR）和氫氧化鎂/鋁（MDH/ATH）作為兩種主要的無鹵阻燃劑，在提高聚烯烴復合材料阻燃性能方面顯示出巨大潛力。本文將探討這兩種阻燃劑的協同作用及其在聚烯烴復合材料中的應用。

阻燃劑的作用機制

膨脹型阻燃劑（IFR）

IFR由酸源、碳源和氣源組成，能在熱刺激下形成膨脹性炭質保護層，有效隔離氧氣和減少熱量傳遞，抑制材料燃燒。

氫氧化鎂/鋁（MDH/ATH）

MDH和ATH在高溫下分解，吸收熱量并釋放水蒸氣，降低聚合物溫度；同時生成的金屬氧化物在材料表面形成保護層，阻止氧氣和熱量傳遞。

協同作用的優勢

·         增強阻燃效果：MDH/ATH的吸熱分解與IFR形成的炭層共同作用，有效抑制燃燒。

·         改善力學性能：MDH/ATH提高剛性，IFR保持拉伸性能，協同提升復合材料力學特性。

·         減少煙霧和有毒氣體：無鹵特性降低了燃燒過程中的煙霧和有毒氣體產生。

實驗方法

·         氧指數測試：評估材料的燃燒難易程度。

·         垂直燃燒測試：評價燃燒速率和滴落行為。

·         熱重分析（TGA）：評估材料熱穩定性和殘炭量。

·         差示掃描量熱法（DSC）：了解阻燃劑的熱效應和分解行為。

·         力學性能測試：評估阻燃劑對材料力學性能的影響。

在實際研究中，將IFR與MDH/ATH混合加入聚烯烴，通過一系列測試方法評價復合材料的阻燃和力學性能。結果顯示，協同作用顯著提升了聚烯烴的阻燃性能，同時保持了良好的力學特性。

IFR與MDH/ATH的結合為聚烯烴復合材料提供了一種高效、環保的阻燃解決方案。這種協同阻燃體系不僅提升了材料的阻燃性能，還保持或增強了其力學性能，為開發新型高性能阻燃材料開辟了道路。

隨著環保和安全標準的提升，IFR和MDH/ATH的協同阻燃體系在汽車、電子、建筑等多個領域具有廣闊的應用前景。