改性活性炭增强EVA塑料阻燃性能研究

作者：闫浩^*

来源：塑料科技, 2021, 49(04): 43-48.

DOI：10.15925/j.cnki.issn1005-3360.2021.04.011

• 协效阻燃剂
• 改性活性炭
• 乙烯-醋酸乙烯酯共聚物
• 阻燃性能

采用在活性炭(AC)上负载金属元素对活性炭进行改性,并将其与磷氮膨胀型阻燃剂(IFR)混合作为协效阻燃剂用于增强乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)阻燃性能。研究发现,Fe、Cu和Zn三种元素已经成功负载在AC表面,负载率分别为18.3%、20.31%、18.61%,Cu元素负载率最高;将改性活性炭(MAC)、IFR(APP和PER)共混进行测试发现,在MAC∶APP∶PER=5∶4∶1的配比情况下,协同阻燃效果性能最佳,此时水平和垂直燃烧的实验测试分别达到最高的HB-1级和V-0级,极限氧指数(LOI)也达到最大值39%;CONE测试发现,MAC、IFR以及协效阻燃剂使得EVA的热释放速率峰值(PHRR)分别下降了80.45%、67.01%和81.91%,FPI数值分别为纯EVA塑料的4.9倍、2.3倍和5.2倍,协效阻燃剂的最大质量损失速率(MLR)提升了77.9%,最大生烟速率(SPR)下降了68.4%,有效阻止了EVA的进一步燃烧;协效阻燃增强EVA的热分解可分为两个阶段,第一个阶段是EVA燃烧,活化能为272.1 kJ/mol,反应级数是0.961,第二分解峰为炭层的氧化分解,活化能为105.8 kJ/mol,反应级数是0.892。