聚合物_层状硅酸盐纳米复合材料阻燃性能的全面评价.pdf

Vol.36No.9(Sum.197)
评述September2008

文章编号：1005-3360（2008）09-0090-05

聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料阻燃性能的全面评价
ComprehensiveEvaluationofFlameRetardancyofPolymer/Layer
SilicateNanocomposites

（1）
欧育湘，李向梅，赵毅OuYuxiang,LiXiangmei,ZhaoYi
-北京理工大学阻燃材料研究国家专业实验室，北京100081
-NationalLaboratoryofFlameRetardantMaterials,BeijingInstituteofTechnology,Beijing100081,China

摘要:从热释放速率、质量损失速率、引燃时间、火灾性能指数、氧指数和UL94阻燃级别等方面，对聚合物/层状
硅酸盐纳米复合材料（PLN）的阻燃性能进行了全面评价，探讨了PLN的阻燃机理，指出了未来PLN的研
究方向。

Abstract:Theflameretardancyofpolymer/layersilicatenanocomposites(PLS)wasevaluatedbasedon
heatreleaserate,masslossrate,timetoignition,firepropertyindex,oxygenindex,UL94grade,
andetc.Theflame-retardingmechanismofPLNwasdiscussed.Thedevelopmentdirectionof
PLNinthefuturewaspresented.

关键词:聚合物；层状硅酸盐；纳米复合材料；阻燃性；阻燃机理中图分类号:TQ320.1文献标识码:A
Keywords:Polymer;Layersilicate;Nanocomposite;Flameretardancy;Flame-retardingmechanism

近年来，含卤阻燃高分子材料对环境的负面酸乙烯共聚物（EVA）[11-13]，聚甲基丙烯酸甲酯
影响引起了人们愈来愈密切的关注，而无卤、可（PMMA）[14]，聚苯乙烯（PS）[15-16]，丙烯腈-丁
回收利用和环境友好型的阻燃材料成为业内的研二烯-苯乙烯共聚物（ABS）[17]，苯乙烯-丙烯腈共
发热点。现有的卤系阻燃剂的替代品主要是磷-氮聚物（SAN）[18]，聚酰胺6（PA6）[19-20]，聚酰胺
系膨胀型阻燃剂及无机阻燃剂，但它们只有当用66（PA66）[21-23]，聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）[24]，
量较高（30%~65%）时才能满足实用的阻燃要求，聚碳酸酯（PC）[25]，聚酰亚胺（PI）[26]，环氧树
这使材料的物理力学性能及其他性能严重恶化。脂（EP）[27]，聚氨酯（PU）[28-29]，生物降解聚合
上世纪七八十年代兴起的聚合物/层状硅酸盐纳米物[30]等，它们不论是插层型、剥离型，还是混合
复合材料（PLN）被很多专家认为是一类具有良型，都表现出了较好的阻燃性能。
好发展前景的新型阻燃材料。1986年，日本丰田
公司[1]首次制得了PA6/层状硅酸盐纳米复合材料。1PLN的一般阻燃性能指标
但直到1997年，JWGilman[2]等才比较详细地研
究了以PA6为基体的PLN的阻燃性能，此后，很1.1概论
多学者又系统地研究了多种其他PLN的阻燃性能
及热稳定性。现在，人们已制得了一系列聚合物美国的一个工业协调组织对比研究了下述
的PLN，其中包括热塑性聚合物和热固性聚合物，PLN的阻燃性：插层型和剥离型；含不同类型层
如聚丙烯（PP）[3-7]，聚乙烯（PE）[8-11]，乙烯-乙状硅酸盐（LS）的PLN；交联度不同的PLN；不

收稿日期：2008-06-20基金项目:
90国家863计划资助项目（2007AA03Z500）（1）通讯联系人

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2008年9月第36卷第9期（总第197期）聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料阻燃性能的全面评价

同熔融黏度的PLN；LS含量不同的PLN；含成炭表2热流量为35kW/m2时多种PLN的PHRR及其下降比例
Tab.2PHRRanditsdecreaseprecentforavarietyofPLNsat35kW/m2
聚合物的PLN与不含成炭聚合物的PLN。以聚合
MMTPHRR/PHRR下
物蒙脱土（）复合材料为例，初步试验结聚合物基体改性剂形态
/MMT用量/%(kW·m-2)降比例/%
果见表1[27,31]。
3VB16不溶/插层12462