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        研究生科研創新基金2019年成果簡介之五

        日期:2019-06-20作者:點擊:

        輕紡與食品學院2016級博士研究生李映明承擔的“陶瓷化阻燃聚合物復合材料的制備與性能研究”研究生科研創新基金課題,近期在《ACS Applied Materials and Interfaces》(IF=8.10)上發表題為“Simultaneously Improved Flame Retardance and Ceramifiable Property of Polymer-Based Composites via the Formed Crystalline Phase at HighTemperature”的研究論文,鄧聰和王玉忠教授為該論文的通訊作者。

        針對傳統阻燃高分子材料燃燒后對次生災害無法防范的難題和硅橡膠基可陶瓷化復合材料陶瓷化溫度高及所形成陶瓷強度低的不足,通過選擇特定的陶瓷化填料和高效的阻燃體系成功制備了以EVA為基體材料的可陶瓷化阻燃復合材料。研究發現,當該復合材料的拉伸強度為7.5 MPa,斷裂伸長率為759.1%;在106Hz下,介電常數(ε)為4.0,介電損耗(tan δ)為0.199,表現出優異的介電性能;相比于純EVA,復合材料的極限氧指數(LOI)有所提高,在垂直燃燒(UL-94)測試中雖為無級,但燃燒時的熔滴行為得到改善;燃燒測試中, 相比于純EVA,復合材料峰值熱釋放(PHRR)和總熱釋放(THR)有了極大的降低,其中PHRR和THR分別降低到179.6 kW/m2和86.9 MJ/m2,但其總煙釋放量(TSP)有一定的增加,這主要是由于APP促使EVA不完全裂解引起的。隨著陶瓷化溫度的提高,所燒制陶瓷的致密化程度提高,彎曲強度也逐漸提高。當陶瓷化溫度為900oC時,陶瓷ceramic(3:4,900)的彎曲強度達到10.3 MPa,可以滿足實際應用的需求;在熱膨脹性能測試中,APP/ZB3:4玻璃體在657.2 ℃開始軟化,而在1000 ℃下燒制的陶瓷軟化溫度為662.2 ℃,APP/ZB玻璃體在復合材料的陶瓷化過程中起著重要的作用。研究證實,復合材料陶瓷化轉變機理如下:APP/ZB 在陶瓷化過程中可產生助熔作用,即APP分解產生的聚磷酸等和熔融ZB形成玻璃態的α-Zn3(PO4)2和正磷酸鹽等,將MP/OMMT等殘余物粘結,同時MP晶相結構逐漸被破壞,經由一個復雜的共晶反應后形成陶瓷。

        該項目獲得“四川大學研究生科研創新基金”資助支持,李映明為項目負責人。

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