复合材料学报

作者：汤连东, 吴袁泊, 袁利萍, 胡云楚, 刘月姣, 范友华,

关键词：ZnAl层状双金属氢氧化物, 插层改性, 环氧-聚酰胺树脂, 阻燃, 背温速率,

采用PW₁₂O₄₀^3?离子柱撑插层共沉淀法合成的ZnAl硝酸根(NO₃-ZnAl)层状双金属氢氧化物(LDHs)，制备了PW₁₂O₄₀-ZnAl LDHs，并利用XRD、FTIR、电感耦合等离子体(ICP)、SEM等进行组成和结构的表征。将NO₃-ZnAl LDHs和PW₁₂O₄₀-ZnAl LDHs分别与含聚磷酸铵、三聚氰胺、季戊四醇的膨胀阻燃剂(IFRs)复合阻燃环氧-聚酰胺树脂(EP-PA)，采用TGA、背温实验和锥形量热实验评价不同ZnAl LDHs与IFRs复合阻燃EP-PA的热及烟气的释放规律。TGA结果表明，PW₁₂O₄₀-ZnAl-IFRs/(EP-PA)复合材料的最大降解速率最小，残炭率最高，说明PW₁₂O₄₀-ZnAl LDHs提高了IFRs/(EP-PA)复合材料高温下的抗氧化能力。背温实验表明，相同热辐射强度下，PW₁₂O₄₀-ZnAl-IFRs/(EP-PA)复合材料的背温达到200℃和300℃用时最长，具有最低的背温升温速率，说明PW₁₂O₄₀-ZnAl LDHs使IFRs/(EP-PA)复合材料耐火能力明显增强。从锥形量热实验数据可知，PW₁₂O₄₀-ZnAl-IFRs使PW₁₂O₄₀-ZnAl-IFRs/(EP-PA)复合材料具有最低的热释放速率峰值(PHRR)、平均热释放速率(MHRR)、平均有效燃烧热(MEHC)和总热释放量(THR)，其火势增长指数(FGI)仅为IFRs/(EP-PA)复合材料的14.5%，烟释放总量(TSP)比NO₃-ZnAl-IFRs/(EP-PA)复合材料减少了27.6%，比IFRs/(EP-PA)复合材料减少了55.3%。说明PW₁₂O₄₀-ZnAl-IFRs比NO₃-ZnAl-IFRs更能有效地减少EP-PA的热量释放，抑制烟气生成。

来源：2020年第9期

《复合材料学报》期刊编辑部

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