聚丙烯阻燃性能的研究+文献综述(6)
本实验采用型号为HC-2的氧指数测试仪，在实验时气体消耗量大，在更换试样条以及不测试的时候，需要及时将气体阀门关闭。另外实验时，先开氮气，再开氧气；先关氧气再关氮气。
纯的PP燃烧时，当样条点燃后，很快燃烧，燃烧区域不断熔融，火焰越来越大，熔滴现象比较严重，熔滴物带着火焰往下落，滴落之后仍然继续燃烧。而添加了IFR的PP在燃烧时，在燃烧区域可以明盟的观察到有气体生成，这是纯样PP燃烧时没有的现象，生成的气体不断的从熔融物中向外鼓泡。燃烧可以看见在样架外部生成黑色的炭层包覆在样条的表瓣，火焰也不断的减弱，最后逐渐熄灭。燃烧以后覆盖在样条表面的炭层，呈蜂窝状。
2.4 阻燃材料的力学性能测试
拉伸试验是指在承受轴向拉伸载荷下测定材料特性的试验方法。利用拉伸试验得到的数据可以确定材料的弹性极限、伸长率、弹性模量、比例极限、面积缩减量、拉伸强度、屈服点、屈服强度和其它拉伸性能指标。在这里采用电脑拉力机进行抗拉强度与伸长率的测试。测试时使用25kg力学传感器，拉升速度设置为25mm/min。
3 单组分添加体系对PP的阻燃性能研究
3.1 引言
目前，PP的膨胀型阻燃研究主要集中在氢氧化镁、氢氧化铝、季戊四醇、聚磷酸铵、三聚氰胺等。本部分实验对氢氧化镁、季戊四醇、聚磷酸铵分别做阻燃添加剂性能研究。
燃烧时氢氧化镁受热释放出结晶水，降低了气相燃烧区中可燃物的浓度并吸收大量的热量，延缓其热分解并降低燃烧速度；同时氢氧化物的分解产物能形成保护膜覆盖在PP表面，起到屏障作用，发挥良好的抑烟效果，是一种环境友好型的绿色阻燃剂。但氢氧化镁属于无机物，具有亲水性，而PP的极性很弱，因此氢氧化物在PP中分散性和兼容性都很差。并且用Mg(OH)2阻燃PP时，为使材料达到UL94-V0阻燃级(3.2mm试样)，用量须大于60%[18]，这往往导致PP加工性能变差，机械性能显著劣化，在很大程度上限制了氢氧化物阻燃剂的进一步应用。如何增加氢氧化物与PP之间的兼容性，减少其用量，受到越来越多的重视。此外还可以通过添加钛酸酯类、硅烷类、稀土类偶联剂进行表面改性，提高其与PP的兼容性，改善阻燃PP的加工性能和力学性能。
聚磷酸铵(APP)是一类无卤、少毒、无腐蚀性且阻燃效率高的阻燃体系，常与季戊四醇(PER)、氮系阻燃剂组成磷-氮膨胀型复合阻燃体系(IFRs)。在受热时磷系阻燃剂能在基体燃烧面上形成焦化炭层，阻止热量的传递和氧气入侵，抑制PP分解和可燃挥发性产物的逸出。
3.2 单组分添加体系对聚丙烯材料阻燃性能测试结果及分析
将APP、PER、Mg(OH)2作为聚丙烯材料的阻燃添加剂，分别都按质量百分比5%、10%、20%、30%的比例混合制备，通过加入塑料注射成型机运用模具成型，烘干制样后进行氧指数及拉伸强度的测试，剩下的试样条贴上标签，保留待用。将含有添加阻燃剂的试样按照所占质量百分比从小到大标为S0、S1、S2、S3、S4。
3.2.1 氢氧化镁/聚丙烯材料阻燃性能及力学性能测试结果及分析
氢氧化镁/聚丙烯材料测试结果如表3.1所示。
从表中的结果可以得到空白聚丙烯试样条即实验试样S0的氧指数为18.7，属于易燃材料。测试空白试样氧指数的目的是为了与添加了阻燃剂的试样进行对比，可以看出阻燃剂作用的大小。
表3.1列出了氢氧化镁/聚丙烯材料的阻燃性能及力学性能测试结果，图3.1是氢氧化镁添加量与氧指数变化关系图。
表3.1 氢氧化镁/聚丙烯材料氧指数及力学性能测试结果
实验序号 原料 氧指数（%） 拉伸强度MPa
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