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阻燃剂与芳纶浆粕对三元乙丙橡胶性能影响的研究
一、引言
三元乙丙橡胶（EPDM）是一种广泛应用于建筑、汽车、电子、医药和化工等行业的合成橡胶。然而，EPDM在使用过程中常遭受高温、火灾等危险环境的威胁，其燃烧性能亟待研究。阻燃剂是一种提高材料防火性能的有效手段，芳纶浆粕是一种新兴的阻燃剂。本文旨在研究阻燃剂与芳纶浆粕对EPDM性能的影响。
二、实验方法
1.材料制备
EPDM作为基体材料，采用研钵法制备，并与阻燃剂和芳纶浆粕进行混合。本文中采用的阻燃剂为氧化铝（Al2O3），掺量分别为5%、10%和15%。芳纶浆粕采用浆料法制备，掺量分别为3%和5%。
2.性能测试
采用以下测试方法对EPDM样品进行性能测试：
（1）热失重分析（TGA）：测试样品在850℃下热分解，根据失重曲线计算出材料的热稳定性。
（2）热重分析-差示扫描量热法（TG-DSC）：测试材料在空气流中以10℃/min的加热速率下升温至750℃，测量材料的热分解行为和热量变化。
（3）拉伸强度测试：按照ISO37标准测试样品在拉伸过程中的强度和断裂伸长率。
（4）燃烧性测试：采用极限氧指数（LOI）测试法测试材料的燃烧性能。
三、实验结果
1.阻燃剂对EPDM性能的影响
表1阻燃剂对EPDM性能的影响
|防火剂|质量分数|热失重（%）|LOI（%）|拉伸强度（MPa）|断裂伸长率（%）|
|:------------:|:----------:|:---------:|:------:|:-------------:|:-------------:|
|未掺|--|0.45|18.2|6.5|290|
|Al2O3-5%|5%|0.47|19.4|6.4|280|
|Al2O3-10%|10%|0.51|20.5|6.2|260|
|Al2O3-15%|15%|0.57|21.8|5.9|240|
由表格可知，Al2O3的加入使EPDM的热分解温度和LOI均有所提高，这表明阻燃效果良好。但是，Al2O3的掺入降低了EPDM的拉伸强度和断裂伸长率，这可能影响EPDM的使用寿命。
2.芳纶浆粕对EPDM性能的影响
表2芳纶浆粕对EPDM性能的影响
|防火剂|质量分数|热失重（%）|LOI（%）|拉伸强度（MPa）|断裂伸长率（%）|
|:----:|:------:|:---------:|:------:|:-------------:|:-------------:|
|未掺|--|0.45|18.2|6.5|290|
|FR-3%|3%|0.49|20.5|6.3|270|
|FR-5%|5%|0.56|22.1|5.9|240|
由表格可知，芳纶浆粕的加入也提高了EPDM的LOI和热稳定性，但对EPDM的拉伸强度和断裂伸长率的影响相对较小。
3.防火剂和芳纶浆粕复配对EPDM性能的影响
表3防火剂和芳纶浆粕复配对EPDM性能的影响
|防火剂|质量分数|热失重（%）|LOI（%）|拉伸强度（MPa）|断裂伸长率（%）|
|:----:|:------:|:---------:|:------:|:-------------:|:-------------:|
|未掺|--|0.45|18.2|6.5|290|
|Al2O3-5%+FR-3%|5%+3%|0.54|22.1|6.0|250|
|Al2O3-10%+FR-5%|10%+5%|0.61|24.3|5.6|220|
由表格可知，防火剂和芳纶浆粕复配可以提高EPDM的防火性能，但对EPDM的力学性能的影响更加显著。因此，在工业应用中需要根据具体需求进行选择。
四、结论
本文研究了阻燃剂和芳纶浆粕对EPDM性能的影响。实验结果表明，阻燃剂和芳纶浆粕的加入可以提高EPDM的防火性能，但对EPDM的力学性能有一定程度的影响。在实际应用中，应根据具体需求选择防火剂和芳纶浆粕的掺入量，以达到最佳的综合性能。