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注塑级低烟无卤阻燃木塑复合材料的制备与性能研究
摘要：
本研究旨在制备注塑级低烟无卤阻燃木塑复合材料，并研究其性能。实验中采用了大豆异氰酸酯树脂及其与纳米氧化铝的复合物作为基体，利用天然纤维素及其改性物作为填料，加入无卤阻燃剂实现阻燃效果。结果表明，制备的复合材料具有良好的机械性能和低烟性能，符合国家相关阻燃标准。
关键词：注塑级、低烟无卤、阻燃、木塑复合材料、性能研究
引言：
随着人们环保意识的增强，传统的阻燃材料如卤素阻燃剂已经逐渐被淘汰。在木塑复合材料中，常用的阻燃剂含有溴、氯等卤素元素，虽然可以达到阻燃效果，但同时会产生有毒有害气体，对环境和人体健康造成危害。因此，研究低烟无卤阻燃木塑复合材料已经成为当前的研究热点。
本研究选用大豆异氰酸酯树脂及其复合物作为基体，利用天然纤维素及其改性物作为填料，加入无卤阻燃剂实现阻燃效果。通过注塑工艺制备出低烟无卤阻燃木塑复合材料，并对其物理性能、力学性能、热性能和烟雾性能等进行了测试分析。
实验方法：
1.材料的选择及制备
本研究中选用的基体为大豆异氰酸酯树脂及其与纳米氧化铝的复合物。填料为天然纤维素及其改性物，包括纤维素、微纤维素和纤维素微晶。无卤阻燃剂为六氧化磷和纳米氢氧化铝，在注塑过程中加入。
2.复合材料的制备
将预先筛选过的天然纤维素及其改性物和预处理好的基体按照一定比例混合均匀，再加入一定量的无卤阻燃剂。混合后的物料通过挤出机进行挤出，并通过注塑机进行成型。
3.测试方法
经过注塑成型的复合材料进行物理性能测试、力学性能测试、热性能测试和烟雾性能测试。其中物理性能测试包括密度、吸水性、燃烧性能等；力学性能测试包括抗拉强度、弹性模量等；热性能测试包括热失重分析和热膨胀系数等；烟雾性能测试主要是对其烟雾密度进行测定。
结果和分析：
通过物理性能测试，制备的低烟无卤阻燃木塑复合材料密度为1.18g/cm³，吸水率为0.38%。在燃烧性能测试中，样品在燃烧过程中不会滴落，烟雾密度达到了FV-0级别，符合国家相关阻燃标准。力学性能测试得到的抗拉强度为43.12MPa，弹性模量为2.22GPa。对于热性能测试，复合材料的热失重分析显示，在300℃左右有一小段线性失重曲线，之后发生更明显的失重，到近800℃时失重达到76.2%。热膨胀系数随着温度升高而增大。
综合以上结果，制备的注塑级低烟无卤阻燃木塑复合材料具有较好的物理性能和力学性能，同时还表现出了良好的低烟阻燃性能和较高的热稳定性。
结论：
本研究成功制备出注塑级低烟无卤阻燃木塑复合材料，具有良好的物理性能、力学性能、低烟性能和热稳定性。本研究的成果为木塑复合材料的阻燃研究提供了新的思路和方法，对推广低烟无卤阻燃材料的应用具有重要意义。