雅马哈thr10评测_雅马哈thr10c评测

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文|唐周三秋编辑|唐周三秋«——【·前言·】——»环氧树脂具有良好的粘接性、耐腐蚀性、绝缘性以及优良的力学性能，但环氧树脂易燃，在应用中存在巨大的火灾隐患;同时固化后的环氧树脂存在内应力大、抗冲击性能差

等缺点。因此对环氧树脂进行阻燃增韧改性是该领域的重要研究方向。

添加阻燃剂是提高环氧树脂阻燃性能的常用方法与反应型阻燃剂相比，添加型阻燃剂操作和加工工艺简便，在实际应用中使用较为普遍随着人们安全环保意识的日益增强，高效、无烟、低毒、无污染的有机磷系阻燃剂备受关注，成为当前阻燃剂发展的热点之一。

段乙基苯基次腾酸(CEPPA)由于其具有阻燃性能好、稳定性优良环保等优点，已广泛应用于聚等的阻燃改性。

但添加型阻燃剂由于与基材相容性较差，通常会降低基体树脂的力学性能，不能满足其使用要求在阻燃复配体系中，HNTs 可作为协效剂提高聚合物的阻燃效果，同时其纳米结构可起到提高力学性能的作用本章采用 HNTs与CEPPA 复配对 E-51型环氧树脂进行改性。

，研究了 HNTS 与CEPPA的配比对环氧树脂热稳定性、阻燃性和力学性能的影响«——【·实验研究·】——»以环氧树脂质量为基准制备环树脂复合材料为提高 HNTs 在环氧树脂中的分散性，首先将 HNTS 进行表面基化处理将 2g的 HNTs 分散在 100 mL 浓度为 0.015mol/L 的 NaOH 稀溶液中，得到表面基化的埃洛石纳米管。

首先将 HNTs 分散在少量丙酮中，超声分散 5 min，然后加入一定量的CEPPA，超声分散 5 min，再加入环氧树脂，超声分散 10 mi，减压蒸除去丙酮，加入固化剂 MeHHPA，搅拌并真空脱气 30 min得到预聚体。

将预聚体倒入预热好的聚四氟模具中，80°C固化 0.5h，然后升温至 120C固化 2.5h，最后在 150C条件下固化 0.5 h采用不同升温速率的特征参数，绘制温度T和升温速率B的拟合直线;采用外推法8.8%得到当升温速率为零时的固化反应温度，并以此确定固化条件为 80°C固化0.5h，120C固化 2h，最后 150C固化 0.5 h。

为观察基化埃洛石在环氧树脂中分散性，将 10H/EP 样品进行断处理后对其断面进行 SEM 扫描观察HNTs 在环树脂基体中分散均洛石纳管经过稀碱液的轻基化处理后表面硅醇基团增多，可提高其在环氧树脂中的分散性。

。

同时，在实验过程中发现，未经轻基化处理的埃洛石加入量为 8wt%时，即在环树脂基体中发生团聚，由此可知，基化处理有利于提高埃洛石在环氧树脂中的分散性在 N下，TG 曲线只有一个分解过程而空气氛中，曲线均出现两次分解过程，第二个失重过程(500-700C)是由于残炭在高温条件下。

氧化分解所致只有单独加入 CEPPA 的样品 10C/EP 的初始分解温度低于纯环氧树脂，这是由于 CEPPA 的分解温度低于环氧树脂，因此降低了环氧树脂的热稳定性;但加入 HNTS 后提高了 EP 的热稳定性，所有样品初始分解温度均高于纯 EP。

在 N2氛下，单独加入HNTS 或CEPPA，残炭量均有提高，分别是 14.7%和 10.8%同时加入 HNTs 和 CEPPA 时，残炭量进一步提升，其中，4C-6H/EP 的残炭量最高达到 15%

HNTs 含有 Si- 键与 A1-0 键高温条件下能够与环脂形成碳-硅酸盐结构，使炭层结构增强，起到隔热隔氧的作用因此可在凝聚相发挥阻燃作用当HNTs与 CEPPA 复配时，硅-磷协同作用进一步促进聚合物基体成炭

。一般来说，高温下形成炭层有利于隔氧隔热，同时减少可燃性气体的生成量，因此，残炭量增加有利于阻燃。

此外，在空气氛下，空白环氧树脂的 Tx2最低，为 49C，而复合材料的Tmm2均升高 10%C以上由此可知，加入阻燃剂后，残炭的热解延迟，说明残炭的稳定性增强聚合物升温过程中的失重速率升高时，可燃性小分子物质的生成速率随之增大。

HNTS 与CEPPA 均能降低失重速率，随着 CEPPA 相对量的增加，Rmx逐渐减小，表明 CEPPA 对环树脂的热分解过程影响较大与空白环氧脂相比，添加 10% HNT 后的环脂复合材料的极限氧指数值有一定提高。

但相较于埃洛石，有机磷阻燃剂 CEPPA 对氧脂的极限氧指数的影响更为显著，其极限氧指数值随着环氧树脂中 CEPPA 添加量的增加而增加。

纯环氧树脂的垂直燃烧测试结果为无级别，10C/EP、10H/EP 与2C-8H/EP 样品的垂直燃烧测试结果达到 V-1级别当 CEPPA 与HNTS 复配对环脂进行改性时复合材料的 UL-94 测试结果达到最优V-0级别。

可以看出阻燃剂 CEPPA 能够降低环氧树脂的最大热释放速率(PHRR)，加入 10%的CEPPA 后的环氧树脂复合材料的 PHRR 比纯环树脂降低了约 22.5%HNTs 和CEPPA 复配后能够进一步降低环氧树脂复合材料的 PHRR，当改性剂添加量为 4%CEPPA 和6%HNTs 时，PHRR 较纯环树脂降低了约 38.7%。

复配体系也可使复合材料的总热释放量降低，THR 曲线显示，4C-6H/EP 较纯环氧树脂降低了约 10%Figra 为燃烧增长率指数，是指热释放速率与对应时间比值的最大值，燃烧增长率越大，说明材料越易燃烧，火势增长越快，CEPPA 的添加。

可降低复合材料的 Figra当HNTs 与 CEPPA 复配使用时，复合材料的 Figra 会进一步降低，即 HNTs 与 CEPPA 能起到协效阻燃的作用，使环脂的阻燃性能进步提升4C-6H/EP 复合材料的有效燃烧热值(EHC)为三者最低，较纯环氧树脂降低了 19.8%，比 10C/EP 降低了 4.2%。

EHC 值的降低表明复配体系具有气相阻燃的作用。

针对锥形量热实验方法判断阻燃剂对高分子材料的阻燃效果时，提出一种新判断方法，即利用 THR，PHRR 与 TTI三项实验参数计算得出一项无量纲常数，FRI，即防火性能指数通过空白试样与改性试样的比值大小判断阻燃体系的阻燃效果，FRI 的值越大，说明该体系阻燃效果越好。

由文中得知，当0FRIS1时，体系的阻燃效果为一般，当1SFRIS10 时，体系的阳燃效果为良好当 FRI>10 时，体系的阻燃效果为优秀:大多数阻燃体系的 FRI值在 110之间当环氧树脂只添加 CEPPA 时，体系的 FRI 指数为 0.67:当 HNTs 与 CEPPA 复配使用时，复合材料的 FPI 指数有所增加为0.73，说明HNTS与 CEPPA 复配添加到环氧树脂中时，会起到协同阻燃作用，。

从而提高体系的阻燃性能CEPPA-HNTs/EP 复配体系的 FRI值整体偏小，主要原因是改性环氧树脂的点火时间均小于纯环氧树脂的点火时间，说明复配体系点燃时间较短，火灾危险性较大为了探索复配体系的阻燃机理，对燃烧后的残炭进行。

FT-IR 分析。

样品 10H/EP 的FT-IR 谱图上在 806 cm仅出现很小的 Si-0 振动峰，这说明HNTs 的结构在燃烧过程中被破坏了但样品 4C-6H/EP 的谱图中，在 1078 cm处出现较强的 Si-0 振动峰，并且与 10H/EP 样品相比出现了波数为 22 cm的红移。

这是由于在燃烧过程中 HNTs 与 CEPPA 反应生成了硅铝磷酸盐(SAPO)，而SAPO 作为一种酸性催化剂，可以促进磷酸的形成并增强氧化脱水交联炭化的过程，从而使残炭表面更为致密此外，与 EP 相比，4C-6H/EP 的FTIR 谱图中在 1320 cm处出现了P-0 的特征峰，。

表明 CEPPA 除气相阻燃机理外，也有凝聚相阻燃的作用。

空白环氧树脂燃烧后残炭较为松，所形成的炭层孔洞较大且大小不规则:10H/EP 的燃烧炭层与空白环氧树 脂相比，孔洞变小，炭层较致密，具有一定的阻隔效果10C/EP 燃后炭层致密，几乎没有孔洞产生，但有裂隙存在而4C-6H/EP 。

燃烧后其炭层更加致密连续且几乎没有孔洞产生燃后所形成的致密的炭层，可有效隔绝火焰区与凝聚相之间的热传递和氧传递，进而延缓聚合物的热分解，表明在凝聚相起到阻燃作用根据锥形量热和残炭分析结果，可以推测可能的阻燃机理如下:在燃烧过程中磷系阻燃剂 CEPPA 分解产生的含磷化合物进入气相，这些。

含磷化合物通过捕捉燃烧时产生的自由基中断了链反应，起到了阻燃的作用。

同时，在高温下 CEPPA 转化成了更稳定的聚磷酸、偏磷酸等留在了残炭里，起到了交联成炭以及隔绝氧气的作用，表现为凝聚相阻燃机制，HNTS 含有 Sio键与A10键，高温条件下能够与环氧树脂形成碳-硅酸盐结构，使炭层结构增强，起到隔热隔氧的作用

当HNTS与CEPPA复配时，硅-磷协同作用生成的硅铝磷酸盐可进一步促进聚合物基体成炭因此，二者复配对环氧树脂改性时，复合材料燃烧时生成的炭层更为致密连续，阻燃效果更好随着 CEPPA 添加量的增加，环氧树脂的拉伸强度和冲击强度均降低，这可能是由于 CEPPA 与环氧基体相容性较差所致

。但添加 HNTs 可以改善环氧树脂力学性能，其中 10H/EP、2C-8H/EP4C-6H/EP 和6C-4H/EP 的拉伸强度和冲击强度均优于环氧树脂空白样。

纯环树脂(EP)和 10C/EP 的冲击断面较为光潜，脆性断裂的特点，而从 10H/EP 和4C-6H/EP 可以看出，加入 HNTS 后冲击断面呈现褶皱，粗糙度增加，发生了韧性断裂HNTs 具有强度高，比表面积大的特点，。

与环氧树脂复合可起到增强增韧的作用本实验中首先用稀碱液对 HNTS 进行基化处理，提高了表面-OH 含量表面的-OH 可加强 HNTS 在极性基体树脂中的分散性，同时-0H 可与环基团反应，提高了界面粘接力。

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由此可见，将HNTS 与 CEPPA 复配，在获得良好阻燃性的同时，还可提高环氧树脂的力学性能«——【·结语·】——»埃洛石纳米管(HNTs)与阻燃剂 2-乙基基次磷酸(CEPPA)复配应用于环氧树脂阻燃改性，二者具有协同阻燃的作用，起到了减缓分解、促进成炭的作用。

复配阻燃体系兼具气相和凝聚相阻燃机理。加入 HNTs 有效地降低了热释放速率。HNT 还可以提高环脂的力学性能，有明显的增强增韧的效果。

(3)当复配物的添加量为6%HNTS 和4%CEPPA 时，环氧树脂的综合性能好其极限氧指数为 26.4%，垂直燃烧性能已达到 V-0 级别，冲击强度和拉伸强度分别为空白环氧树脂的 1.24 和 1.22 倍

«——【·参考文献·】——»[l] Mohan，P.A critical review: The modification，properties, and applications ofepoxyresinsJ]. Journal of Macromolecular Science: Part D - Reviews in Polymer Processing，2013，52 (2) : 107-125.。

[2] 王玉忠，陈力，新型阻燃材料团]，新型工业化，2016，6(01): 38-61.Elaheh R R，Henri V，Agustin R A， et al. Bio-epoxy resins with inherent flameretardancy].Progress in Organic Coatings，2019135:608-612.