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聚磷酸铵改善稻秸-高密度聚乙烯复合材料的理化性能

潘明珠  梅长彤  李国臣  杜俊  
【摘要】:为了实现稻秸的资源化利用,以稻秸为增强相、高密度聚乙烯(high density polyethylene,HDPE)为基体相、聚磷酸铵(ammonium polyphosphate,APP)为阻燃剂制备了稻秸-HDPE复合材料,并利用热重分析仪、锥形量热仪和力学性能测试仪,探讨APP的添加量(0、8%、10%、12%)对复合材料热性能、阻燃性能和力学性能的影响。1)热分析结果表明:当增强相的质量分数为30%,HDPE的质量分数为70%时,以稻秸为增加相的复合材料初始分解温度和热解峰温低于以木材为增加相的复合材料,但残余率较高。当在稻秸-HDPE复合材料中添加10%~12%APP时,会促使稻秸-HDPE复合材料提前发生热降解,使得初始分解温度向低温方向移动8~9℃,并且APP的加入提高了稻秸-HDPE复合材料的热解峰温和残余率。2)阻燃性能结果表明,当增强相的质量分数为30%,HDPE的质量分数为70%时,稻秸-HDPE复合材料的阻燃性高于木材-HDPE复合材料。当在稻秸-HDPE复合材料中添加APP时,稻秸-HDPE复合材料的阻燃性能进一步提高。当APP添加量为12%时,稻秸-HDPE复合材料的平均热释放速率、热释放速率峰值和总热释放量达到133 kW/m2、357 kW/m2和105 MJ/m2,比未添加APP时分别降低了20.4%、20.7%和11.0%,氧指数达到23%,比未添加APP时增加了12.7%。3)力学性能表明,当增强相的质量分数为30%,HDPE的质量分数为70%时,稻秸-HDPE复合材料的韧性高于木材-HDPE复合材料,APP的加入使得稻秸-HDPE复合材料的韧性得到提高,而弯曲强度、拉伸强度几乎没有影响。研究结果为以稻秸为增强相制备阻燃型木塑复合材料提供参考。

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