可膨胀石墨和碳纳米管对PMMA火蔓延特性的影响

作者：刘珂; 张英; 张威; 吴淑娴; 潘文砚^*

来源：过程工程学报, 2021, 21(09): 1054-1063.

• 聚甲基丙烯酸甲酯
• 可膨胀石墨
• 碳纳米管
• 阻燃材料
• 水平火蔓延

通过熔融共混法制备了9种PMMA复合阻燃材料,对其进行小尺寸的水平火蔓延实验研究,对比分析了可膨胀石墨(EG)和碳纳米管(Carbon Nanotube, CNTs)阻燃剂的加入对材料燃烧特性的影响,主要研究了火蔓延速度、火焰形态、固相温度、质量损失速率等火蔓延特性参数变化规律。结果表明,EG能产生阻燃效应,随EG含量增加,复合材料的火蔓延速度、质量损失速率、表面热流密度均有所减小;CNTs表现出拮抗和协同阻燃的复合效应。EG含量较低时,添加1%CNTs反而会使火蔓延速率加快;随着EG含量增加,拮抗作用逐渐消失,最后表现为协同阻燃,原因是CNTs的高热导率、"灯芯效应"促进表面燃烧作用和EG/CNTs体系阻燃性之间存在竞争关系;添加EG和CNTs前后,火蔓延过程中表现出明显不同的燃烧行为,未添加阻燃剂前PMMA会产生熔融滴落物积聚成池火,表现为明显的热塑性材料燃烧特征;加入EG和CNTs后则会形成碳层,表现为明显的可碳化材料燃烧特征。

• 出版日期2021
• 单位武汉理工大学