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木塑复合材料(Wood Plastics Composites,简称WPC)是以木纤维或植物纤维(如木粉、秸秆粉、棉杆粉、竹粉、果壳粉等)等为主要组份,经过预处理使之与热塑性塑料树脂(PE、PP、PVC、PS等)或其它材料结合而成一种新型环保复合材料。本论文通过添加不同的阻燃剂使用共混法制得阻燃型木塑复合材料,利用现代分析测试技术和传统试验方法,研究了单一无卤阻燃剂,复配无卤阻燃剂对复合材料的阻燃性能与力学性能的影响以及废旧HDPE材料对单一阻燃剂对复合材料的结构和性能的影响。本论文的研究结果表明: (1)采用混炼、模压的方法,以麦秸秆粉与高密度聚乙烯为基体,使用5%马来酸酐接枝并添加不同含量的阻燃剂MH制备一系列HDPE基木塑复合材料,考察了不同MH含量的阻燃性能以及对试样机械性能、物理特性、吸水性等的影响。结果显示:当MH添加量为20%~30%时,材料阻燃效果好,热失重残炭率高,并且各项力学性能及物理特性也较优异。 (2)使用5%马来酸酐接枝聚乙烯基制备麦秸秆阻燃复合材料,添加不同含量的APP阻燃剂制备一系列HDPE基木塑复合材料,考察了不同APP含量的阻燃性能以及对试样机械性能、物理特性、吸水性等的影响。结果显示:当APP添加量为15%~25%时,材料阻燃效果很好,热失重残炭率非常高,并且各项力学性能及物理特性也很优异。 (3)使用5%马来酸酐接枝聚乙烯基制备麦秸秆阻燃复合材料,添加不同含量的OMMT阻燃剂制备一系列HDPE基木塑复合材料,考察了不同OMMT含量的阻燃性能以及对试样机械性能、物理特性、吸水性等的影响。结果显示:当OMMT添加量为3%~5%时,材料阻燃效果相对较好,热失重残炭率相对较高,并且各项力学性能及物理特性较优异。 (4)将MH与OMMT复配添加到5%马来酸酐接枝聚乙烯基麦秸秆阻燃复合材料,使用不同含量的OMMT与MH复配阻燃一系列HDPE基木塑复合材料,考察了不同OMMT与MH组合的阻燃性能以及对试样机械性能、物理特性、吸水性等的影响。结果显示:当MH∶OMMT=22%∶3%时材料阻燃效果相对较好,热失重残炭率相对较高,并且各项力学性能及物理特性较优异,然而两者复配的阻燃效果只是两者阻燃机理的简单叠加并没有协同作用。 (5)将MH与ZB复配添加到5%马来酸酐接枝聚乙烯基麦秸秆阻燃复合材料,使用不同含量的ZB与MH复配阻燃一系列HDPE基木塑复合材料,考察了不同ZB与MH组合的阻燃性能以及对试样机械性能、物理特性、吸水性等的影响。结果显示:当MH∶ZB=18%∶7%时材料阻燃效果较好并且各项力学性能及物理特性较优异,表明MH与ZB材料具有一定的协同阻燃作用,氧指数以及残炭率提升效果不是很明显,但是材料的抑烟效果有很大的提高。 (6)将MH与APP复配添加到5%马来酸酐接枝聚乙烯基麦秸秆阻燃复合材料,使用不同含量的APP与MH复配阻燃一系列HDPE基木塑复合材料,考察了不同APP与MH组合的阻燃性能以及对试样机械性能、物理特性、吸水性等的影响。结果显示:当MH∶APP=5%∶20%时材料阻燃效果很好并且各项力学性能及物理特性非常优异,表明MH与APP材料具有较好的协同阻燃作用,并且能够改善材料的力学性能。 (7)将APP与OMMT复配添加到5%马来酸酐接枝聚乙烯基麦秸秆阻燃复合材料,使用不同含量的OMMT与APP复配阻燃一系列HDPE基木塑复合材料,考察了不同OMMT与APP组合的阻燃性能以及对试样机械性能、物理特性、吸水性等的影响。结果显示:当APP∶OMMT=17%∶3%时材料阻燃效果相当好,热失重残炭率非常高,并且各项力学性能及物理特性很优异,表明在少量的OMMT含量与APP复配阻燃时具有非常好的协同阻燃效果,然而随着OMMT含量增加两者表现出反协同效果。 (8)将APP与ZB复配添加到5%马来酸酐接枝聚乙烯基麦秸秆阻燃复合材料,使用不同含量的ZB与APP复配阻燃一系列HDPE基木塑复合材料,考察了不同ZB与APP组合的阻燃性能以及对试样机械性能、物理特性、吸水性等的影响。结果显示:当APP∶ZB=15%∶5%时材料阻燃效果很好,热失重残炭率很高,并且各项力学性能及物理特性较优异,表明ZB的添加量在5%以内时与APP复合具有良好的协同阻燃作用,并且能够改善材料的抑烟能力。 (9)使用5%马来酸酐接枝废旧HDPE制备麦秸秆阻燃复合材料,添加不同含量的MH阻燃剂废旧HDPE/麦秸秆复合材料,考察了废旧HDPE聚合物对不同MH含量的阻燃性能以及对试样机械性能、物理特性、吸水性等的影响。结果显示:MH阻燃废旧日HDPE复合材料的韧性与吸水性有所改善,材料的氧指数不变,而材料的拉伸、弯曲性能以及热失重残炭率明显降低,表明废旧HDPE对MH阻燃复合材料有不良影响。 (10)使用5%马来酸酐接枝废旧HDPE制备麦秸秆阻燃复合材料,添加不同含量的APP阻燃剂废旧HDPE/麦秸秆复合材料,考察了废旧HDPE聚合物对不同APP含量的阻燃性能以及对试样机械性能、物理特性、吸水性等的影响。结果显示:APP阻燃废旧HDPE复合材料的基本力学性能,吸水性能以及材料的氧指数均有所提高,然而材料的热失重残炭率明显降低,表明废旧HDPE对APP阻燃复合材料力学性能有改善作用而对阻燃作用有负面影响。 (11)使用5%马来酸酐接枝废旧HDPE制备麦秸秆阻燃复合材料,添加不同含量的OMMT阻燃剂废旧HDPE/麦秸秆复合材料,考察了废旧HDPE聚合物对不同OMMT含量的阻燃性能以及对试样机械性能、物理特性、吸水性等的影响。结果显示:OMMT阻燃废旧HDPE复合材料的除冲击强度外的基本力学性能,吸水性能,材料的氧指数以及热失重残炭率均明显降低,材料的氧指数与残炭率表明材料的阻燃效果非常差,表明废旧HDPE对OMMT阻燃复合材料各项性能均有较大的不利影响,所以OMMT不适宜单独阻燃废旧HDPE复合材料。